C++多态原理

C++的多态性是通过动态绑定实现的

• 非虚函数是在编译时绑定的;
• 通过对象进行的函数（虚函数，非虚函数）也是编译时绑定的;

C++编译器在编译的时候，要确定每个对象调用的函数（要求此函数是非虚函数）的地址，这称为早期绑定（early binding）

• 当且仅当通过指针或引用调用虚函数时，动态绑定。

动态绑定又叫运行时绑定（run time binding）。

example：

class animal{
public:
    void sleep(){  cout<<"animal sleep"<<endl;  }
    void breathe(){  cout<<"animal breathe"<<endl;  }
};  

class fish:public animal{
public:
    void breathe(){  cout<<"fish bubble"<<endl;  }
};  

int main(){
    fish fh;
    animal *pAn=&fh; // 隐式类型转换
    pAn->breathe();  // 运行结果: animal breathe
    return 0;
}

因为编译器在编译的时候，就已经确定了对象调用的函数的地址

pAn->breathe()的函数地址为animal::breathe()的地址。

动态绑定

要解决这个问题就要使用动态绑定技术（有的地方叫迟绑定（late binding）技术）。（c++是静态绑定语言，一些动态绑定语言 如java ，python）

C++的多态性用一句话概括就是：

1. 在基类的函数前加上virtual关键字，
2. 在派生类中重写该函数，
3. 运行时将会根据对象的实际类型来调用相应的函数。

编译器在编译的时候，发现animal类中有虚函数，此时编译器会为每个包含虚函数的类创建一个虚表（即vtable），

该表是一个一维数组，在这个数组 中存放每个虚函数的地址。

对于例例子，animal和fish类都包含了一个虚函数breathe()，因此编译器会为这两个类都建立一个虚表。

那么如何定位虚表呢？

编译器另外还为每个类的对象提供了一个虚函数表指针（即vptr），这个指针指向了对象所属类的虚函数表。

在程序运行时，根据对象的类型去初始化vptr，从而让vptr正确的指向所属类的虚表，从而在调用虚函数时，就能够找到正确的函数。

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简而言之，多态性是一个接口多种实现。