多態分為兩類
1.靜態多態：函數重載和運算符重載屬于靜態多態，復用函數名
2.動態多態：派生類和虛函數實現運行時多態

靜態多態和動態多態區別：
1.靜態多態的函數地址早綁定，編譯階段確定函數地址
2.多態多態的函數地址晚綁定，運行階段確定函數地址

首先讓我們看這段代碼：

#include <iostream> using namespace std;class Animal {public:void speak() {cout << "動物在說話" << endl;} };class Cat : public Animal {public:void speak() {cout << "小貓在說話" << endl;} };void dospeak(Animal &animal) {animal.speak();}void test01() {Cat cat;dospeak(cat);}int main() {test01();system("pause");return 0; }

結果為：動物在說話

我們想要的是貓在說話，可最后輸出的結果卻是動物在說話，為什么呢？

因為dospeak函數地址早綁定了，在編譯階段就確定了函數地址

那么我們要怎樣做才能讓貓說話呢？
非常簡單，就是利用動態多態，就是要讓dospeak函數的地址晚綁定（在運行階段進行綁定），我們只要在父類的同名speak函數前面加virtual關鍵字，現在speak函數就變成了虛函數，就解決了上述問題。

代碼如下：

#include <iostream> using namespace std;class Animal {public:virtual void speak() {cout << "動物在說話" << endl;} };class Cat : public Animal {public:void speak() {cout << "小貓在說話" << endl;} };void dospeak(Animal &animal) {animal.speak();}void test01() {Cat cat;dospeak(cat);}int main() {test01();system("pause");return 0; }

結果為：貓在說話

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重寫的概念：
1.函數的返回類型相同
2.函數名相同
3.參數列表相同

動態多態的滿足條件：
1.有繼承關系
2.子類要重寫父類的虛函數

動態多態的使用：
父類的指針或引用指向子類的對象

現在我們來看看多態的原理，首先我們看一下下面這段代碼：

#include <iostream> using namespace std;class Animal {public:void speak() {cout << "動物在說話" << endl;} };class Cat : public Animal {public:void speak() {cout << "小貓在說話" << endl;} };void dospeak(Animal &animal) {animal.speak();}void test01() {cout << "size of Animal = " << sizeof(Animal) << endl;}int main() {test01();system("pause");return 0; }

結果為size of Animal = 1

現在我們在Animal的speak函數前面加上virtual，寫成多態的形式，結果又是多少呢？

#include <iostream> using namespace std;class Animal {public:virtual void speak() {cout << "動物在說話" << endl;} };class Cat : public Animal {public:void speak() {cout << "小貓在說話" << endl;} };void dospeak(Animal &animal) {animal.speak();}void test01() {cout << "size of Animal = " << sizeof(Animal) << endl;}int main() {test01();system("pause");return 0; }

結果為:size of Animal = 4
這說明，加了virtual后，這個類的內部結構發生了改變。
那到底多了什么東西，導致這個類變成了4個字節呢？

結果：
多了指針。
現在讓我們看看這其中發生的變化，
首先我們要知道：
vfptr - 虛函數（表）指針
v - virtual
f - function
ptr - pointer

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vftable - 虛函數表
v - virtual
f - function
table - table

---

現在讓我們看看Animal類內部結構:

Cat內部結構：

當子類重寫父類的虛函數時，子類中的虛函數表內部會替換成子類的虛函數地址
也就是說，當我們往父類Animal的speak函數前面加上virtual時，Cat的內部結構就會變成這樣：

當父類中的指針或者引用指向子類對象的時候，就發生了多態。

我們就相當于寫了這樣一段代碼：
Animal &animal = cat;
animal,speak();
當我們調用animal的speak函數時，由于指向的是Cat對象，所以編譯器會從Cat的虛函數表中找speak函數，就相當于在運行階段發生了多態。

原理：
由于我們寫了一個虛函數，類的內部發生了結構的改變，多了一個虛函數表指針，指向虛函數表，虛函數表內部寫的是虛函數的函數入口地址，當子類重寫了虛函數表，會把自身的虛函數表給替換掉，這里的替換就是Cat類中發生的替換。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C++多态的基本语法与原理剖析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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