C++多态的实现与局限性

1、什么是多态？

　　父类指针指向子类对象，运行时期调用方法的时候，根据方法拥有者的真实类型，确定调用哪个方法。

2、如何实现多态？

　　要实现多态，需要加一个中间层，暴露父类的方法，内部根据指针的真实类型决议方法。

　　C++多态的实现方法是：每个类对应一个虚方法表vtbl，子类把父类的虚方法整体拷贝一份，对于重写的虚方法进行置换，换成重写后的方法。每个类对象内有一个vptr指向本类的虚方法表，无论父类对象还是子类对象，vptr都在相同位置。也就是说，即使编译器把子类对象当成父类对象来解释，也是没有问题的，在同样位置可以找到vptr，然后调用相应的方法。

3、显而易见，C++实现多态，要求每个类都有一张虚方法表，子类虚方法表与父类虚方法表的关系是：要么继承，要么重写，要么新增。通过父类指针不能访问新增的虚方法。这种方式的优点是：因为每个虚方法的位置都定下来了，直接可以定位找到对应方法，速度快。缺点是：对于继承的虚方法（实际上是虚方法指针）要重复存储，浪费空间。考虑一种极端的情况：一个父类有100个方法，子类重写一个方法，在子类的虚方法表中只有一个重写，其他都是继承，如果继承层次结构繁多，就会大量浪费内存。

4、有没有更好的办法呢？

　　最容易想到的是：子类的方法表中只保留重写的方法，对于继承的方法不再存储，而是引用父类的方法。但是，这有一个问题，那就是方法的位置不确定了，必须遍历才能找到方法，时间效率低。时间效率低，可以使用哈希表来解决，直接定位方法的位置。

　　还有一种办法是：不使用虚方法。在类中保留一个方法指针，方法形参是该类的对象。对于不同的对象赋值给不同的方法。