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多态概念与实践
多态是面向对象编程的四大基本原则之一，它让程序能够以统一的接口处理不同的对象类型，从而实现了接口与实现分离，提高了代码的灵活性和复用性。多态主要体现在两个层面：静态多态（编译时多态，如函数重载）和动态多态（运行时多态，主要通过虚函数实现）。
1. 多态的基础
- 继承与多态：继承是实现多态的前提条件。通过继承，子类可以继承父类的属性和方法，并在此基础上进行扩展或重写，从而实现不同类之间相同接口的多种行为。
2. 函数重载（静态多态）
- 定义：在同一作用域内，函数名相同但参数列表不同（类型、数量或顺序不同），实现不同的功能，这就是静态多态，编译器在编译时期就能确定调用哪个函数。
3. 动态多态
- 虚函数：通过在基类中声明虚函数（使用
virtual关键字），允许子类重写（override）该函数，实现运行时的多态性。虚函数的关键在于，它允许通过基类指针或引用调用子类的实现。 - 虚函数表（V-Table）：每个包含虚函数的类都有一个虚函数表，存储虚函数的地址。对象实例包含一个指向虚函数表的指针，该指针在对象创建时初始化。当子类重写了虚函数，子类的虚函数表会在相应位置存储子类的函数地址。
- 实现机制：在运行时，通过基类指针调用虚函数时，实际调用的是该指针所指向对象的虚函数表中的函数地址，从而实现动态绑定，达到多态的效果。
4. 虚析构函数
- 重要性：当使用基类指针删除派生类对象时，如果没有虚析构函数，只会调用基类的析构函数，导致派生类特有的资源无法被正确释放。因此，为保证多态对象能被正确销毁，基类的析构函数应声明为虚函数。
- 工作原理：虚析构函数确保通过基类指针删除对象时，会首先调用派生类的析构函数，然后再调用基类的析构函数，从而彻底释放派生类的资源。
【1】多态的前提
- 继承：多态的实现通常基于类的继承关系。一个类（子类）继承自另一个类（父类），子类可以继承父类的属性和方法，并且可以覆盖或扩展父类的行为。
- 虚函数：在基类中定义虚函数（使用
virtual关键字），是实现动态多态的关键。虚函数允许子类重写父类中的同名函数，这样在运行时，根据对象的实际类型来决定调用哪个版本的函数。
- 父类指针或引用：通过父类的指针或引用来指向子类的对象，这是多态调用的常见方式。这样，即使使用的是父类的接口，也能调用到子类重写后的方法，实现动态行为。
- 方法重写：子类在继承父类的过程中，可以重写（override）父类中的虚函数，提供自己的实现。这是多态表现不同行为的基础。
在子类中重写父类的虚函数就是函数重写的过程，可以实现多态
【2】虚函数(virtual)
只要基类中是虚函数，后面的所有子类中该函数都是虚函数
常规来说，在继承时，给父类中的函数加上virtual关键字，定义成一个虚函数，
在子类中，可以对父类中的虚函数进行函数重写(override)
只要有虚函数的类，都会有一个虚函数表和一个虚(函数表)指针
虚指针是指向虚函数表的指针；
虚函数表，存储所有的虚函数的信息
虚函数表：保存所有虚函数的入口地址，每一个包含虚函数的类都会有一张虚函数表，
如果发生继承关系，子类会先复制父类的虚函数表，如果子类对某个虚函数重写，就去更改虚函数表中，该函数的入口地址
虚函数表指针：指向虚函数表的指针，父类中有一个虚函数表指针，子类中的虚函数表指针是从父类中继承下来的虚函数表指针，指向子类的虚函数表(虚函数表指针存在类中的第一个位置)
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【4】虚析构函数
由于实现多态，需要使用父类的指针，指向子类的空间，父类指针可以操作的空间，只有父类自己的部分，所以，在delete父类指针时，并不会释放调子类的空间
解决方法：给基类(父类)的析构函数前面加上virtual关键字，只要基类是虚析构函数，后面继承的所有子类都是虚析构函数，虚析构函数会引导父类的指针，释放掉子类的空间
示例：
#include <iostream> using namespace std; class Person { public: virtual ~Person() { cout << "Person的析构" << endl; } virtual void play() { cout << "吃饭" << endl; } virtual void fun() { cout << "fun" << endl; } }; class Student : public Person { public: void play() override { cout << "打游戏" << endl; } ~Student() { cout << "Student的析构" << endl; } }; class SubStudent : public Student { public: void play() override { cout << "第二次继承" << endl; } void fun() override { cout << "fun的第二次继承" << endl; } }; int main() { Person *p = new Student; p->play(); // 通过父类指针调用子类重写的play方法 delete p; // 正确释放资源，由于虚析构函数的存在，Student的析构也会被调用 // 下面是注释掉的代码示例，展示了多态的其他用法 // Person *p1 = new SubStudent; // p1->play(); // 第二次继承 // p1->fun(); // fun的第二次继承 return 0; }
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可以看到这里虽然是Person类型的指针但是调用出来的函数确实student的play()。
