C++多态的实现原理

静态多态（编译期）

函数重载：

允许在同一个作用域中声明多个功能类似的同名函数
函数的参数列表不同（参数个数，参数类型，参数顺序）
注意：不能通过函数返回值区分（name mangling不包括返回值）

原理：

预编译：头文件的函数声明拷贝到源文件，避免编译过程找不到函数定义
编译：语法分析，同时进行符号汇总（函数名）
汇编：生成函数名到函数地址的映射，方便之后通过函数名找到函数定义的位置
链接：将多个文件的符号表汇总合并

*objdump -t o

_ZN + 类长度+ 类名+ 函数名长度 + 函数名 + E + 类型首字母

模版：

编译期间进行实例化
性能要高，避免了运行时的开销

动态多态

虚函数重写，运行时确定

在基类的函数前面加上virtual关键字，派生类重写函数
运行时根据对象的类型调用相应的函数
如果对象的类型是基类，则调用基类的函数
如果对象的类型是派生类，调用派生类的函数

原理：

早绑定：编译时已经确定函数调用的地址
晚绑定：需要用到虚函数表，运行时才能确定

早绑定（Early Binding）

早绑定，也称为静态绑定（Static Binding），是在编译时确定函数调用的具体实现。这意味着在编译阶段，编译器已经知道函数调用对应的具体函数。早绑定通常与非虚函数、函数重载和模板有关。

早绑定的优点：

性能高，因为函数调用在编译时已确定，不需要运行时查找。
类型安全，因为编译器在编译时进行类型检查，可以捕捉到类型不匹配的错误。

示例：

c++ 复制代码

#include <iostream>
using namespace std;

class Base {
public:
    void display() {
        cout << "Base display" << endl;
    }
};

class Derived : public Base {
public:
    void display() {
        cout << "Derived display" << endl;
    }
};

int main() {
    Base b;
    Derived d;
    
    Base *ptr = &d;
    ptr->display(); // 调用 Base::display()
    
    return 0;
}

在上述示例中，ptr->display() 是早绑定，因为编译器在编译时已经知道 ptr 是 Base 类型的指针，并且调用 Base 类的 display 函数。

晚绑定（Late Binding）

晚绑定，也称为动态绑定（Dynamic Binding），是在运行时确定函数调用的具体实现。这通常通过虚函数（virtual functions）和多态性实现。晚绑定依赖于虚函数表（vtable），通过指针在运行时查找函数的具体实现。

晚绑定的优点：

灵活性高，允许程序在运行时决定调用哪个函数。
支持多态性，使得可以通过基类指针调用派生类的实现。

示例：

c++ 复制代码

#include <iostream>
using namespace std;

class Base {
public:
    virtual void display() {
        cout << "Base display" << endl;
    }
};

class Derived : public Base {
public:
    void display() override {
        cout << "Derived display" << endl;
    }
};

int main() {
    Base *ptr = new Derived();
    ptr->display(); // 调用 Derived::display()
    
    delete ptr;
    return 0;
}

在上述示例中，ptr->display() 是晚绑定，因为 display 是虚函数，具体调用的函数是在运行时根据对象的实际类型（即 Derived）决定的。

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