Polymorphism¶

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Virtual¶

C++
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

class Shape {
    public:
    ~Shape() {}
    void move () {
        cout << "Shape::move()" << endl;
    }
    void render() {
        cout << "Shape::render()" << endl;
    }
};

class Ellipse : public Shape {
    public:
    ~Ellipse() {
        cout << "Ellipse::~Ellipse()" << endl;
    }
    void render() {
        cout << "Ellipse::render()" << endl;
    }
};

class Circle : public Ellipse {
    public:
    ~Circle() {
        cout << "Circle::~Circle()" << endl;
    }
    void render() {
        cout << "Circle::render()" << endl;
    }
};

void foo(Shape *s) {
    s->move();
    s->render();
}

int main()
{
    vector<Shape*> shapes;
    shapes.push_back(new Ellipse());
    shapes.push_back(new Circle());

    foo(shapes[0]);
    foo(shapes[1]);

    delete shapes[0];
    delete shapes[1];
}

得到输出

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1 2 3 4 5 6	`Shape::move() Shape::render() Shape::move() Shape::render() Shape::~Shape() Shape::~Shape()`

我们会发现两个 foo 函数都调用的是 Shape 类的 move 和 render 方法，这是很自然的，因为不管是 Ellipse 还是 Circle，都是从 Shape 继承而来的，本质上都是一个 Shape 对象。

如果我们想实现派生类调用自己的 render 方法，而不是基类的 render 方法，我们可以在基类的 render 前加上 virtual 关键字。

然后派生类的同名方法就会覆盖基类的同名方法，这就是多态的实现。

但是我们发现一个问题，我们在 delete 的时候，Ellipse, Circle 的析构函数并没有被调用，而是调用的基类 Shape 的析构函数。

但是如果我们在 Shape 的析构函数前加上 virtual 关键字，就可以解决这个问题。同时 Circle 继承自 Ellipse，所以在 delete Circle 的时候，会先调用 Circle 的析构函数，然后调用 Ellipse 的析构函数，最后调用 Shape 的析构函数。

虚函数的机制¶

C++
#include <iostream>

using namespace std;

class Base {
public:
    Base() : data(10) { cout << "Base::Base()" << endl; }
    void foo() { cout << "Base::foo(), data = " << data << endl; }

private:
    int data;
};

int main()
{
    Base b;
    b.foo();

    cout << "size of b is " << sizeof(b) << endl;
}

得到输出

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1 2 3	`Base::Base() Base::foo(), data = 10 size of b is 4`

然后我们在基类上加一个虚函数bar()

C++
virtual void bar() { cout << "Base::bar()" << endl; }

调用b.bar()，得到输出

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1 2 3 4	`Base::Base() Base::foo(), data = 10 Base::bar() size of b is 16`

发现b 的大小变成 16 个字节了，我们想用指针来探测一下类的内部有什么。

C++
int *p = (int *)&b;
cout << *p << endl;

p++;
cout << *p << endl;

p++;
cout << *p << endl;

得到输出

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1 2 3 4 5 6 7	`Base::Base() Base::foo(), data = 10 Base::bar() size of b is 16 11387080 1 10`

说明 data 上边有 8 个字节存的有别的东西，这里实际上存了一个指针，指向了外边的一个东西。

它指向的实际上是代码段的一个表格，每个基类和派生类同名的方法都在这个表格里有一个条目，使用的时候根据指针指向的地址来找到该调用哪个函数。

所以多态的实现实际上是当 p 调用 bar() 函数的时候，p 会先找到它指向的 vptr，然后 vptr 又会指向另外一个地址，根据这个地址来找到应该调用哪个函数。

Override¶

Override 关键词可以让语义更清晰，在派生类的方法后加上 override 关键字，用来强调这里存在多态。

Polymorphism¶

Virtual¶

虚函数的机制¶

Override¶

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