多态的原理探究和父类子类步长

一.多态是如何实现的

首先用文字叙述：

1.当类中声明虚函数时，编译器会在类中生成一个虚函数表

2.虚函数表是一个存储类成员函数指针的数据结构

3.虚函数表是由编译器自动生成与维护的

4.virtual成员函数会被编译器放入虚函数表中

5.当存在虚函数时，每个对象中都有一个指向虚函数的指针（C++编译器给父类对象，子类对象提前布局vptr指针），当进行test(parent *base)函数的时候，C++编译器不需要区分子类或者父类对象，只需要再base指针中，找到vptr指针即可）

6.vptr一般作为类对象的第一个成员

下来根据代码分析：

class parent{public:virtual void fun(){cout << "我是父类..." << endl;}};class child:public parent{public:virtual void fun(){cout << "我是子类..." <<  endl;}};void test(parent *base)//只需要根据对象中的vptr指针来找虚函数表，找函数入口地址，调用函数，实现多态，实现迟绑定效果{base->fun();}int main(){parent c1;//用类定义对象的时候，C++编译器会在对象中添加一个vptr指针child c2;test(&c1);test(&c2);system("pause");return 0;}

二.如何证明vptr指针的存在
测试加vitual的类和没有vitual类的大小看看是不是差四个字节。

三.构造函数中调用虚函数，能实现多态吗？

class parent{public:parent(int a = 10){this->a = a;fun();//调用子类的fun函数还是父类的fun函数}virtual void fun(){cout << "我是父类..." << endl;}private:int a;};class child:public parent{public:child(int b = 20) :parent(15){this->b = b;}virtual void fun(){cout << "我是子类..." <<  endl;}private:int b;};int main(){child c2;//定义了一个子类对象调用父类构造函数，在父类构造函数中调用虚函数能发生多态吗？system("pause");return 0;}

在这样试试：

class parent{public:parent(int a = 10){this->a = a;}virtual void fun(){cout << "我是父类..." << endl;}private:int a;};class child:public parent{public:child(int b = 20) :parent(15){this->b = b;fun();//调用子类的fun函数还是父类的fun函数}virtual void fun(){cout << "我是子类..." <<  endl;}private:int b;};int main(){child c2;//定义了一个子类对象调用父类构造函数，在父类构造函数中调用虚函数能发生多态吗？system("pause");return 0;}

但是很明显没有发生多态现象~

为什么呢。这就涉及到了vpt指针的初始化，因为vptr指针是分步初始化的，接下来我画图说明

四.父类指针和子类指针步长问题？

 首先，我们来看如下代码：

class parent{public:parent(int a = 10){this->a = a;}virtual void fun(){cout << "我是父类..." << endl;}private:int a;};class child:public parent{public:child(int b = 20) :parent(15){//this->b = b;}virtual void fun(){cout << "我是子类..." <<  endl;}private://int b;};int main(){child c2;parent *p1 = NULL;child *p2 = NULL;child arr[] = { child(1), child(2), child(3) };p1 = arr;//父类指针指向arrp2 = arr;//子类指针指向arrp1->fun();p2->fun();p1++;p2++;p1->fun();p2->fun();system("pause");return 0;}

在执行过程中会出现什么问题呢？结果如下：

我们会发现程序崩溃了！这是为什么呢？

接下来我们再把child类里面的成员b屏蔽了,

class parent{public:parent(int a = 10){this->a = a;}virtual void fun(){cout << "我是父类..." << endl;}private:int a;};class child:public parent{public:child(int b = 20) :parent(15){//this->b = b;}virtual void fun(){cout << "我是子类..." <<  endl;}private://int b;};int main(){child c2;parent *p1 = NULL;child *p2 = NULL;child arr[] = { child(1), child(2), child(3) };p1 = arr;//父类指针指向arrp2 = arr;//子类指针指向arrp1->fun();p2->fun();p1++;p2++;p1->fun();p2->fun();system("pause");return 0;}

再运行看结果：

这样就通过了，为什么呢？

这就是因为父类指针步长和子类步长不一样。

接下来我就画图解释一下：