C++ Polymorphism

C++的多态是老八股了，虽然翻来覆去的说，但是网上文章一大抄，对关键原理讲解清晰的反倒不多。这里记录对C++多态的理解，不过也许也就要问八股的时候会翻出来看看。

多态的定义

多态是面向对象编程中的一个重要概念，它指的是同一个接口或方法可以在不同的类中有不同的实现方式。具体来说，多态允许我们使用父类的引用来调用子类的方法，从而实现代码的灵活性和可扩展性。

参考：

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• 2

编译时多态/静态多态

静态多态是指在编译时就已经确定了调用哪个方法。它通常通过函数重载（Overloading）和模板（在C++中）来实现。函数重载允许在同一作用域内定义多个同名函数，只要它们的参数列表不同即可。编译器根据函数调用时提供的参数类型和数量来决定具体调用哪个函数。

运行时多态/动态多态

动态多态是指在程序运行时才能确定调用哪个方法。它通常通过继承和虚函数来实现。动态多态允许子类重写父类的方法，当通过父类的引用或指针调用该方法时，实际执行的是子类重写后的方法。

虚函数的实现需要虚表指针，类的对象通过虚表指针访问虚函数表，虚函数表中有指向函数实现代码的指针，而虚表属于C++内存布局中的一部分。

子类的内存布局

没有重写虚函数的派生类

class Base1 {
public:
    int base1_1, base1_2;

    virtual void base1_fun1() {}  //  定义虚函数
    virtual void base1_fun2() {}
};
 
class Derive1 : public Base1 { // Derive1 中不存在虚函数
public:
    int derive1_1, derive1_2;
};

在这个例子中，虚函数没有被重写，对象指针指向的虚函数表中的虚函数实现都是父类中实现的。如果子类有自己的虚函数（不是从父类继承的），则从这个虚函数表后添加一个函数指针。

如果继承了多个父类，每个父类的内存区域都有一个虚函数表指针，派生类的虚函数（不论是否重写）放在第一个父类的虚函数表中。

重写父类虚函数的派生类

class Base1 {
public:
    int base1_1, base1_2;
 
    virtual void base1_fun1() {}
    virtual void base1_fun2() {}
};
 
class Derive1 : public Base1 {
public:
    int derive1_1, derive1_2;

    virtual void base1_fun1() {} // 派生类函数覆盖基类中同名函数
}

几个概念

• 对象指针；
• 虚表指针；
• 虚函数表；
• 虚指针，其实就是具体虚函数实现的代码段的指针；