C++入门：多态

多态按字面的意思就是多种形态。当类之间存在层次结构，并且类之间是通过继承关联时，就会用到多态。

C++ 多态意味着调用成员函数时，会根据调用函数的对象的类型来执行不同的函数。

1、纯虚函数声明如下： virtual void funtion1()=0; 纯虚函数一定没有定义，纯虚函数用来规范派生类的行为，即接口。包含纯虚函数的类是抽象类，抽象类不能定义实例，但可以声明指向实现该抽象类的具体类的指针或引用。

2、虚函数声明如下：virtual ReturnType FunctionName(Parameter) 虚函数必须实现，如果不实现，编译器将报错，错误提示为：

error LNK****: unresolved external symbol "public: virtual void __thiscall ClassName::virtualFunctionName(void)"

3、对于虚函数来说，父类和子类都有各自的版本。由多态方式调用的时候动态绑定。

4、实现了纯虚函数的子类，该纯虚函数在子类中就变成了虚函数，子类的子类即孙子类可以覆盖该虚函数，由多态方式调用的时候动态绑定。

5、虚函数是C++中用于实现多态(polymorphism)的机制。核心理念就是通过基类访问派生类定义的函数。

6、在有动态分配堆上内存的时候，析构函数必须是虚函数，但没有必要是纯虚的。

7、友元不是成员函数，只有成员函数才可以是虚拟的，因此友元不能是虚拟函数。但可以通过让友元函数调用虚拟成员函数来解决友元的虚拟问题。

8、析构函数应当是虚函数，将调用相应对象类型的析构函数，因此，如果指针指向的是子类对象，将调用子类的析构函数，然后自动调用基类的析构函数。

C++多态意味着调用成员函数时，会根据调用函数的对象的类型来执行不同的函数；

形成多态必须具备三个条件：

1、必须存在继承关系；

2、继承关系必须有同名虚函数（其中虚函数是在基类中使用关键字Virtual声明的函数，在派生类中重新定义基类中定义的虚函数时，会告诉编译器不要静态链接到该函数）；

1. 存在基类类型的指针或者引用，通过该指针或引用调用虚函数；

动态联编的实现机制 VTABLE

编译器对每个包含虚函数的类创建一个虚函数表VTABLE，表中每一项指向一个虚函数的地址，即VTABLE表可以看成一个函数指针的数组，每个虚函数的入口地址就是这个数组的一个元素。

每个含有虚函数的类都有各自的一张虚函数表VTABLE。每个派生类的VTABLE继承了它各个基类的VTABLE，如果基类VTABLE中包含某一项（虚函数的入口地址），则其派生类的VTABLE中也将包含同样的一项，但是两项的值可能不同。如果派生类中重载了该项对应的虚函数，则派生类VTABLE的该项指向重载后的虚函数，如果派生类中没有对该项对应的虚函数进行重新定义，则使用基类的这个虚函数地址。

在创建含有虚函数的类的对象的时候，编译器会在每个对象的内存布局中增加一个vptr指针项，该指针指向本类的VTABLE。在通过指向基类对象的指针（设为bp）调用一个虚函数时，编译器生成的代码是先获取所指对象的vtb1指针，然后调用vtb1所指向类的VTABLE中的对应项（具体虚函数的入口地址）。

当基类中没有定义虚函数时，其长度=数据成员长度；派生类长度=自身数据成员长度+基类继承的数据成员长度；

当基类中定义虚函数后，其长度=数据成员长度+虚函数表的地址长度；派生类长度=自身数据成员长度+基类继承的数据成员长度+虚函数表的地址长度。

包含一个虚函数和几个虚函数的类的长度增量为0。含有虚函数的类只是增加了一个指针用于存储虚函数表的首地址。

派生类与基类同名的虚函数在VTABLE中有相同的索引号（或序号）。

虚函数这里说的有些乱，因为 C++ 写法奇葩略多。其实可以简单理解。

虚函数可以不实现（定义）。不实现（定义）的虚函数是纯虚函数。

在一个类中如果存在未定义的虚函数，那么不能直接使用该类的实例，可以理解因为未定义 virtual 函数，其类是抽象的，无法实例化。将报错误：

undefined reference to `vtable for xxx'

这和其它语言的抽象类，抽象方法是类似的——我们必须实现抽象类，否则无法实例化。（virtual 和 abstract还是有些区别的）

也就是说，如果存在以下代码：

using namespace std;class Base {
public:virtual void tall();
};class People : Base {
public:void tall() {cout << "people" << endl;};
};

那么，在 main 方法中，我们不能使用 Base base; 这行代码，此时的 tall 没有实现，函数表（vtable）的引用是未定义的，故而无法执行。但我们可以使用 People people; 然后 people.tall(); 或 (&people)->tall(); 因为People实现或者说重写、覆盖了 Base 的纯虚方法 tall()，使其在 People 类中有了定义，函数表挂上去了，于是可以诞生实例了。

int main() {
//    Base base;//不可用People people;//可用people.tall();(&people)->tall();return 0;

上述的是针对虚函数而言，普通的函数，即使我们只声明，不定义，也不会产生上述不可用的问题。

父类的虚函数或纯虚函数在子类中依然是虚函数。有时我们并不希望父类的某个函数在子类中被重写，在 C++11 及以后可以用关键字 final 来避免该函数再次被重写。

例：

#include<iostream>
using namespace std;
class Base
{public:virtual void func(){cout<<"This is Base"<<endl;}
};
class _Base:public Base
{public:void func() final//正确，func在Base中是虚函数{cout<<"This is _Base"<<endl;}
};
class __Base:public _Base
{
/*    public://不正确，func在_Base中已经不再是虚函数，不能再被重写void func(){cout<<"This is __Base"<<endl;}*/
};
int main()
{_Base a;__Base b;Base* ptr=&a;ptr->func();ptr=&b;_Base* ptr2=&b;    ptr->func();ptr2->func();
}

以上程序运行结果：

This is _Base
This is _Base
This is _Base

如果不希望一个类被继承，也可以使用 final 关键字。

格式如下：

class Class_name final
{...
};

则该类将不能被继承。