C++中为什么要用虚函数、指针或引用才能实现多态？

来源：互联网发布：思科网络技术学院4本书编辑：程序博客网时间：2024/05/22 02:02

文章转载地址：http://blog.csdn.net/zoopang/article/details/14071779

C++的多态性分为两种：编译时的多态、运行时的多态；使用重载来实现编译时的多态，使用虚函数来实现运行时的多态。

学过C++的都知道，要实现C++的多态性必须要用到虚函数，并且还要使用引用或者指针，以前学习的时候书本上也是这么说，

但是书本上没有说为什么？其实只要你认真思考过这个问题你会有三个疑问：

为什么要用虚函数?

为什么要用指针或者引用?

为什么使用派生类和基类对象之间直接赋值不能实现？?

一个简单的例子：

[cpp] view plain copy
 print?
class A  
{  
public:  
    virtual void print()  
    {cout<<"A"<<endl;}  
};  
  
class B:public A  
{  
public:  
    void print()  
    {cout<<"B"<<endl;}  
};  
int main()  
{  
   A a;  
   B b;  
    
   A *pa = &b;//能实现多态  
   pa->print();  
    
   a = b; //不能实现多态,为什么?  
   a.print();  
  
   return 0;  
}  

进一步的，了解C++的人都应该知道只要有虚函数的类就会有一张虚函数表，多态就是通过这张表来实现的。

所以，只要你不断探索下去，就会很快发现前面两个疑问豁然开朗，在这里，我主要探索第三个疑问。

好了，我这里假设你已经对前面两个问题很清楚了。我们进一步把这个问题细化：

程序执行a = b操作时，b中的虚表到底有没有赋给a？

若赋给a了，是不是一定要用指针或引用才能通过虚表调用虚函数？

下面我们通过一个小程序，探索一下：

[cpp] view plain copy
 print?
class A  
{  
public:  
    virtual void T(){}  
    virtual void print()  
    {cout<<"A"<<endl;}  
};  
class B:public A  
{  
public:  
    void print()  
    {cout<<"B"<<endl;}  
};  
int main()  
{  
  A a;  
  B b;  
  a = b;  
  a.print();                         //通过对象直接访问  
  b.print();  
  return 0;  

首先我们通过调试来看看虚函数表：

程序运行到a=b处时：

我们可以看到B类（派生类）如果覆盖了A类（被继承类）的成员函数，则B类(派生类)的虚函数表第二项（*vtptr[1]）的内容也会被覆盖，但是A类(被继承类)的虚函数表的其他表项依然被继承过来，表项的顺序和他们在A类(被继承类)的声明是一致（在这里我不再验证）。

程序运行到a.print()处时:

我们可以看到A类（被继承类）中的虚函数表项并没有被覆盖，也就说没有赋值过来，所以自然的使用a.print()时，也只是调用自己的成员函数。

到这里我们找到了第一个疑问的答案。

既然默认的赋值运算没有实现虚表的赋值，那么我们就重写A类的成员函数operaotor =:

[cpp] view plain copy
 print?
A& operator = (const B& b)  
    {  
        *(int *)this=*(int *)&b;  
        return *this;  
    }  

添加了代码之后，我们继续来运行上面的代码，得到如图的运行结果：

这说明，对象去访问成员的虚函数并不通过虚函数表。

为了验证虚函数表的确传了过去，可以再添加下面两行代码：

[cpp] view plain copy
 print?
A *pa = &a;  
pa->print();  

输出如下：

到这里为止，提出的疑问基本上已经有了答案。但是，又产生了新的疑问，对象为什么访问不了虚函数表？

一句话解释:

1.默认的赋值运算符并不会操作虚函数表。

2.要实现多态，必须使用指针或者引用。

后话：文章到此结束，对于后面那个疑问，博主我也不知道答案，如果你知道，麻烦留言告知一下，还有就是此文我只是想记录一下我探索的过程，其中可能会有错误，所以如果你发现了错误，请你一定要提出来，以免我误导其他读者，谢谢!

0 0