前言：多态是面向对象的三大特性之一。顾名思义， 多态就是多种状态。 那么是什么的多种状态呢？ 这里的可能有很多。比如我们去买火车票， 有普通票， 学生票； 又比如我们去旅游， 有儿童票， 有成人票等等。 这些都是多态的例子。 具体转化为我们的编程思想就是：让不同类型的对象去完成相同的事， 这就是多态。
本篇内容主要讲述多态， 多为语法方面的知识点。 适合已经学完继承的友友们观看。
目录
[1.4override 和 final 的使用](#1.4override 和 final 的使用)
具体什么是多态在前言中已经提到， 正文部分不做赘述。
一、多态的相关概念
1.1虚函数
被virtual关键字修饰的成员函数叫做虚函数。 例如：
cpp
//A位基类
class A
{
public:
virtual void func() //定义一个虚函数
{
cout << "Afunc()" << endl;
}
};需要注意的是， 对于构造函数和析构函数来说。 析构函数可以是虚函数， 但是构造函数不可以是虚函数。
具体原因如下：（建议看完整篇文章和总结虚函数表机制------c++多态底层原理-CSDN博客 之后再来看下面这段解释）：
首先：通过之前的学习， 我们知道了， 虚函数的地址是存在虚函数表里面的。 想要调用对应的虚函数， 我们需要先去虚函数表中寻找对应虚函数的地址。 但是虚函数表是在构造函数的初始化列表初始化的。如果构造函数是虚函数， 那么调用构造函数的时候就找不到。 所以构造函数没办法是虚函数。
1.2虚函数的重写
虚函数的重写就是： 在派生类当中， 有一个和基类中某一个虚函数函数头的虚函数（函数头就是：函数的返回值， 函数名， 函数的参数列表）。 这个时候就会构成虚函数的重写, 即 子类重写了基类的虚函数。
cpp
//A位基类
class A
{
public:
virtual void func()
{
cout << "Afunc()" << endl;
}
};
//B类继承A类
class B : public A
{
public:
//重写A类的func函数
virtual void func() //注意， 这里的virtual可以不写， 因为编译器默认这里是加了virtual的
{
cout << "Bfunc()" << endl;
}
};需要注意的是， 上图中派生类的func可以不加virtual， 因为基类的func是虚函数， 编译器会默认派生类中和他函数头相同的函数也是虚函数。
1.3虚函数重写的两个例外
协变:派生类在重写基类的虚函数的时候， 与基类虚函数返回值类型不同。即基类虚函数返回基类对象的指针或者引用， 派生类虚函数返回派生类对象的指针或者引用的时候， 成为协变。
cpp
//A位基类
class A
{
public:
virtual A* func()
{
cout << "Afunc()" << endl;
}
};
//B类继承A类
class B : public A
{
public:
//重写A类的func函数
virtual B* func()
{
cout << "Bfunc()" << endl;
}
};
//C类继承A类
class C : public A
{
virtual C* func()
{
cout << "Cfunc" << endl;
}
};析构函数的重写: 基类析构函数如果加了virtual， 那么说明基类的析构函数为虚函数。 这个时候如果派生类的析构函数也就变成了虚函数。 那么成不成为虚函数对于析构函数来说有什么不同呢？
首先我们需要知道的是， 在一个普通的类之中， 编译器其实将析构函数统一处理成为了destructor。
然后， 对于一个派生类来说， 如果它的析构函数不是虚函数。 当我们使用父类的指针构成多态时， 只会析构派生类的一部分:
cpp
//A位基类
class A
{
public:
virtual A* func()
{
cout << "Afunc()" << endl;
}
//其他动态内存分配的空间
//int* ...
//double* ...
};
//B类继承A类
class B : public A
{
public:
//重写A类的func函数
virtual B* func()
{
cout << "Bfunc()" << endl;
}
//其他动态内存分配的空间
//int* ...
//double* ...
};
void test_func(A* p)
{
p->func();
}
int main()
{
C c;
A* p = nullptr;
p = &c;
delete p;
return 0;
}如上图， 假如delete p， 那么就只能释放属于C类自己的那一部分。那么属于A类的那一部分将得不到释放。
但是， 如果我们对A类的析构函数使用虚函数。 那么派生类的析构函数也变成了虚函数， 这个时候如果再形成多态。delete p就能将A类和C类都释放掉。
cpp
//A位基类
class A
{
public:
virtual A* func()
{
cout << "Afunc()" << endl;
}
virtual ~A()
{}
};
//B类继承A类
class B : public A
{
public:
//重写A类的func函数
virtual B* func()
{
cout << "Bfunc()" << endl;
}
virtual ~B()
{}
};1.4override 和 final 的使用
先谈override， override是用来检验某个虚函数是否构成了重写。如果没有构成重写， 那么编译器就会报错。
如下为构成重写:
cpp
//A位基类
class A
{
public:
virtual void func()
{
cout << "Afunc()" << endl;
}
};
//B类继承A类
class B : public A
{
public:
//重写A类的func函数
virtual void func() override
{
cout << "Bfunc()" << endl;
}
};
如下为没有构成重写：
cpp
//A位基类
class A
{
public:
void func()
{
cout << "Afunc()" << endl;
}
};
//B类继承A类
class B : public A
{
public:
//重写A类的func函数
virtual void func() override
{
cout << "Bfunc()" << endl;
}
};
二、重载、重写、隐藏（重定义）的区别
- 重载： 函数处于相同作用域内， 并且函数的函数名相同， 参数不同。
- 重写： 函数分别处于基类和派生类中，并且都是虚函数， 并且有相同的函数头
- 隐藏： 继承体系中函数分别处在基类和派生类的作用与之中， 不是虚函数，并且都具有相同的函数头
三、如何构成多态
要形成多态有两个条件：
- 一、虚函数的重写。
- 二、父类的指针指向子类,或者父类的引用引用子类对象。
如下为一个多态的实例：
cpp//A位基类 class A { public: virtual void func() { cout << "Afunc()" << endl; } }; //B类继承A类 class B : public A { public: virtual void func() { cout << "Bfunc()" << endl; } }; //C类继承A类 class C : public A { virtual void func() { cout << "Cfunc" << endl; } }; int main() { C c; B b; A* p = nullptr; p = &c; p->func(); p = &b; p->func(); return 0; }在这串代码中， B类和C类都是A类的派生类。 他们都有对A类中的虚函数func进行重写， 满足条件一。
然后基类的指针p先是指向了C类的对象。 又指向了B类的对象。 构成了父类的指针指向子类， 满足条件二。
所以， 这就是一个多态。
其实， 多态的应用场景多为这样：
cpp
//A位基类
class A
{
public:
virtual void func()
{
cout << "Afunc()" << endl;
}
};
//B类继承A类
class B : public A
{
public:
virtual void func()
{
cout << "Bfunc()" << endl;
}
};
//C类继承A类
class C : public A
{
virtual void func()
{
cout << "Cfunc" << endl;
}
};
void test_func(A* p)
{
p->func();
}
int main()
{
C c;
B b;
test_func(&b);
test_func(&c);
return 0;
}这样， 通过传送不同类型的对象给test_func函数， 就能构成多态。
四、抽象类
如果一个虚函数后面加上 =0， 那么这个虚函数就是纯虚函数， 并且包含这个纯虚函数的类叫做抽象类。
抽象类不能实例化对象。
cpp
//A位基类
class A
{
public:
virtual void func() = 0;
};
int main()
{
A a;
return 0;
}
但是A的派生类如果重写了纯虚函数， 那么就可以这个派生类就可以实例化处对象。
但是如果A的派生类没有重写纯虚函数， 那么这个派生类同样不能实例化处对象。
cpp
//A位基类
class A
{
public:
virtual void func() = 0;
};
//B类继承A类
class B : public A
{
public:
//重写A类的func函数
};
int main()
{
B b;
return 0;
}
五、普通继承和接口继承
普通继承：在继承体系中， 派生类继承了基类的函数， 能够直接使用的是普通继承， 这类继承继承的是基类函数的实现。
接口继承：如果继承了基类的虚函数， 并且重写实现了多态。 那么就是一种接口继承， 多态的体系是一种接口的继承， 具体的函数实现是由派生类自己实现的。
六、静态绑定和动态绑定
静态绑定： 静态绑定又被成为前期绑定, 当程序在编译的时候确定的要调用的函数， 确定了程序要执行的行为， 这个过程成为静态多态。 比如我们使用的函数重载就是静态的多态。
动态绑定： 动态绑定又被成为后期绑定， 当程序在编译之后也就是运行期间根据不同的对象调用不同的函数。 这个过程叫做动态多态， 也就是多态。
ps： 本篇内容没有讲解多态的原理， 因为多态的原理其实就是虚函数表。 而虚函数表的详细讲解博主之前已经写过一篇： 总结虚函数表机制------c++多态底层原理-CSDN博客 。
在这篇文章中， 博主用自己的理解讲解的虚函数表的机制与实现。 写的不甚严谨， 但是里面的结论却是博主通过调试一步一步验证的来的。感兴趣的友友们可以看一下。
后续补带有虚函数的类的内存大小的计算（暂时有点模糊， 先不写， 而且最近考试比较多。可能要等暑假才能补上这一板块）。