c++：多态是什么，多态的实现原理

首先回顾一下什么是多态和多态实现的条件：

1.什么是多态：

当父类的指针或者引用指向子类的对象时，在使用父类指针或引用调用一个在父类和各个子类中同名的成员函数时，会根据指向的对象的类型来调用相应类中的成员函数。

2. 多态实现的条件：

有继承关系。
父类有虚函数，且子类要重写父类虚函数。
用父类的指针或引用指向子类的对象。

3.代码解析：

代码：

#include<iostream>
using namespace std;
//父类
class Father
{private:int age;
public:virtual void doSpeaking(){//父类中的虚函数cout<<"father doSpeaking"<<endl;}
};
//子类1
class Son1:public Father{private:int height;public:virtual void doSpeaking(){//子类Son1重写父类虚函数cout<<"son1 doSpeaking"<<endl;}
};
//子类2
class Son2:public Father{private:int weight;public:virtual void doSpeaking(){//子类Son2重写父类虚函数cout<<"son2 doSpeaking"<<endl;}
};
int main(){//创建三个对象Father f;Son1 s1;Son2 s2;//父类引用指向父类对象Father& f1 = f;//父类引用指向子类对象Father& f2 = s1;Father& f3 = s2;f1.doSpeaking();f2.doSpeaking();f3.doSpeaking();return 0;
}

输出结果：

可见f2,f3是父类型的，但调用的doSpeaking函数是根据引用指向的具体对象来决定的。用父类指针指向子类对象同理。

多态实现的原理：

当在运行程序时，编译器发现在父类中有一个虚函数,于是会在类中添加一个隐藏成员：一个指针vptr(virtual poinnter)。该指针指向一个数组，其元素为虚函数的地址。这个数组也叫虚函数表。

在虚函数表中依次为类中虚函数的地址。

当子类中也有一个类似的指针指向一个另一个虚函数表，该虚函数表复制了父类的虚函数表，如果子类中重写了父类的虚函数，子类中重写的函数地址将会覆盖掉原来的地址，若没有重写，虚函数地址将保持不变。同样如果子类中有新的虚函数也会添加到虚函数表后面。

当父类的指针或引用指向子类的对象时，会找到对象的成员vptr，并顺着vptr指向的地址找到虚函数表，在通过父类指针或引用调用函数时会找到表中相应函数的地址并顺着地址找到函数来执行。

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