初识C++04：多态和虚函数

多态和虚函数

多态和虚函数的快速认知

相信看完上个笔记应该知道：通过基类指针只能访问派生类的成员变量，但是不能访问派生类的成员函数，因为调用函数是通过对象类型去调用的，而不是通过指针；

例子：

#include <iostream>
using namespace std;
//基类People
class People{
public:
    People(char *name, int age);
    void display();
protected:
    char *m_name;
    int m_age;
};
People::People(char *name, int age): m_name(name), m_age(age){}
void People::display(){
    cout<<m_name<<"今年"<<m_age<<"岁了，是个无业游民。"<<endl;
}
//派生类Teacher
class Teacher: public People{
public:
    Teacher(char *name, int age, int salary);
    void display();
private:
    int m_salary;
};
Teacher::Teacher(char *name, int age, int salary): People(name, age), m_salary(salary){}
void Teacher::display(){
    cout<<m_name<<"今年"<<m_age<<"岁了，是一名教师，每月有"<<m_salary<<"元的收入。"<<endl;
}
int main(){
    People *p = new People("王志刚", 23);
    p -> display();
    p = new Teacher("赵宏佳", 45, 8200);
    p -> display();
    return 0;
}

我们肯定想要调用Teacher的函数，而结果都是调用了People，不符合我们的预期，老师也变成了无业游民。

为了解决这个问题，让基类指针能够访问派生类的成员函数，C++增加了虚函数（Virtual Function）。使用虚函数非常简单，只需要在函数声明前面增加 virtual 关键字。

重点！！！：基类指针指向基类对象时可以使用基类的成员（包括成员函数和成员变量），有了虚函数，指向派生类对象时就使用派生类的成员（包括成员函数（必须是基类有的虚函数）和成员变量）。换句话说，基类指针可以按照基类的方式来做事，也可以按照派生类的方式来做事，它有多种形态，或者说有多种表现方式，我们将这种现象称为多态(Polymorphism）。

C++中虚函数的唯一用处就是构成多态。

C++提供多态的目的是：可以通过基类指针对所有派生类（包括直接派生和间接派生）的成员变量和成员函数进行“全方位”的访问，尤其是成员函数。如果没有多态，我们只能访问成员变量。

例子：

#include <iostream>
using namespace std;
//军队
class Troops{
public:
    virtual void fight(){ cout<<"Strike back!"<<endl; }
};
//陆军
class Army: public Troops{
public:
    void fight(){ cout<<"--Army is fighting!"<<endl; }
};
//99A主战坦克
class _99A: public Army{
public:
    void fight(){ cout<<"----99A(Tank) is fighting!"<<endl; }
};
//武直10武装直升机
class WZ_10: public Army{
public:
    void fight(){ cout<<"----WZ-10(Helicopter) is fighting!"<<endl; }
};
//长剑10巡航导弹
class CJ_10: public Army{
public:
    void fight(){ cout<<"----CJ-10(Missile) is fighting!"<<endl; }
};
//空军
class AirForce: public Troops{
public:
    void fight(){ cout<<"--AirForce is fighting!"<<endl; }
};
//J-20隐形歼击机
class J_20: public AirForce{
public:
    void fight(){ cout<<"----J-20(Fighter Plane) is fighting!"<<endl; }
};
//CH5无人机
class CH_5: public AirForce{
public:
    void fight(){ cout<<"----CH-5(UAV) is fighting!"<<endl; }
};
//轰6K轰炸机
class H_6K: public AirForce{
public:
    void fight(){ cout<<"----H-6K(Bomber) is fighting!"<<endl; }
};
int main(){
    Troops *p = new Troops;
    p ->fight();
    //陆军
    p = new Army;
    p ->fight();
    p = new _99A;
    p -> fight();
    p = new WZ_10;
    p -> fight();
    p = new CJ_10;
    p -> fight();
    //空军
    p = new AirForce;
    p -> fight();
    p = new J_20;
    p -> fight();
    p = new CH_5;
    p -> fight();
    p = new H_6K;
    p -> fight();
    return 0;
}

这个例子中的派生类比较多，如果不使用多态，那么就需要定义多个指针变量，很容易造成混乱；而有了多态，只需要一个指针变量 p 就可以调用所有派生类的虚函数，非常灵活；

引用能不能实现多态？答案是肯定的，因为引用的本质就是指针，只不过引用不如指针灵活，因为引用只能指代固定的对象，在多态性方面缺乏表现力，所以以后我们再谈及多态时一般是说指针。

虚函数注意事项以及构成多态的条件

虚函数的注意事项：

• 只需要在虚函数的声明处加上 virtual 关键字，函数定义处可以加也可以不加
• 为了方便，你可以只将基类中的函数声明为虚函数，这样所有派生类中具有遮蔽关系的同名函数都将自动成为虚函数
• 当在基类中定义了虚函数时，如果派生类没有定义新的函数来遮蔽此函数，那么将使用基类的虚函数
• 只有派生类的虚函数覆盖基类的虚函数（函数原型相同）才能构成多态（通过基类指针访问派生类函数）。例如基类虚函数的原型为virtual void func();，派生类虚函数的原型为virtual void func(int);两者的函数原型是不同的！！！
• 构造函数不能是虚函数。对于基类的构造函数，它仅仅是在派生类构造函数中被调用，这种机制不同于继承。也就是说，派生类不继承基类的构造函数，将构造函数声明为虚函数没有什么意义
• 析构函数可以声明为虚函数，而且有时候必须要声明为虚函数

构成多态的条件：

①必须存在继承 ②继承关系中有同名同类型的虚函数 ③通过基类指针调用虚函数；

例子：

#include <iostream>
using namespace std;
//基类Base
class Base{
public:
    virtual void func();
    virtual void func(int);
};
void Base::func(){
    cout<<"void Base::func()"<<endl;
}
void Base::func(int n){
    cout<<"void Base::func(int)"<<endl;
}
//派生类Derived
class Derived: public Base{
public:
    void func();
    void func(char *);
};
void Derived::func(){
    cout<<"void Derived::func()"<<endl;
}
void Derived::func(char *str){
    cout<<"void Derived::func(char *)"<<endl;
}
int main(){
    Base *p = new Derived();
    p -> func();  //输出void Derived::func()
    p -> func(10);  //输出void Base::func(int)
    p -> func("http://c.biancheng.net");  //compile error
  	return 0;
}

什么时候声明为虚函数：首先看成员函数所在的类是否会作为基类，然后看成员函数在类的继承后有无可能被更改功能。都符合就声明为虚函数；

虚析构函数的必要性

构造函数不能是虚函数，因为派生类不能继承基类的构造函数，将构造函数声明为虚函数没有意义。这是原因之一；

另外还有一个原因：C++ 中的构造函数用于在创建对象时进行初始化工作，在执行构造函数之前对象尚未创建完成，虚函数表（下面会说是什么）尚不存在，也没有指向虚函数表的指针，所以此时无法查询虚函数表，也就不知道要调用哪一个构造函数。

然而，析构函数非常有必要写为虚函数，看看不写虚函数的结果：

#include <iostream>
using namespace std;
//基类
class Base{
public:
    Base();
    ~Base();
protected:
    char *str;
};
Base::Base(){
    str = new char[100];
    cout<<"Base constructor"<<endl;
}
Base::~Base(){
    delete[] str;
    cout<<"Base destructor"<<endl;
}
//派生类
class Derived: public Base{
public:
    Derived();
    ~Derived();
private:
    char *name;
};
Derived::Derived(){
    name = new char[100];
    cout<<"Derived constructor"<<endl;
}
Derived::~Derived(){
    delete[] name;
    cout<<"Derived destructor"<<endl;
}
int main(){
   Base *pb = new Derived();
   delete pb;
   cout<<"-------------------"<<endl;
   Derived *pd = new Derived();
   delete pd;
   return 0;
}

第一个问题：为什么delete掉Base的指针pd的时候，只调用Base的析构，不用Derived的析构函数呢？

因为这里析构函数不是虚函数，用delete的时候，调用哪里的函数看指针的类型；因为是Base所以调用Base的虚函数；

第二个问题：为什么delete掉Derived的指针pd，基类和派生类的析构都调用了？

在执行派生类的析构函数的过程中，又会调用基类的析构函数。派生类析构函数始终会调用基类的析构函数，并且这个过程是隐式完成的（在构造函数篇有说明）；

所以就是说：当基类指针指向派生类的时候，只要可以调用派生类的析构函数，delete的时候就会调用派生类和基类的析构函数；这不就是可以直接采用虚函数嘛！！！

更改代码Base：

class Base{
public:
    Base();
    virtual ~Base();
protected:
    char *str;
};

在本例中，不调用派生类的析构函数会导致 name 指向的 100 个 char 类型的内存空间得不到释放；除非程序运行结束由操作系统回收，否则就再也没有机会释放这些内存。这是典型的内存泄露。

也就是说，部分情况下都应该将基类的析构函数声明为虚函数，否则会有内存泄漏的风险。

纯虚函数和抽象类

在C++中，可以将虚函数声明为纯虚函数，语法格式为：

virtual 返回值类型 函数名 (函数参数) = 0;

最后的=0并不表示函数返回值为0，它只起形式上的作用，告诉编译系统“这是纯虚函数”。

纯虚函数没有函数体，只有函数声明，在虚函数声明的结尾加上=0，表明此函数为纯虚函数。

包含纯虚函数的类称为抽象类，抽象类有纯虚函数（不完整的函数），不可以被实例化；派生类必须实现纯虚函数，才能被实例化；

例子：

#include <iostream>
using namespace std;
//线
class Line{
public:
    Line(float len);
    virtual float area() = 0;
    virtual float volume() = 0;
protected:
    float m_len;
};
Line::Line(float len): m_len(len){ }
//矩形
class Rec: public Line{
public:
    Rec(float len, float width);
    float area();
protected:
    float m_width;
};
Rec::Rec(float len, float width): Line(len), m_width(width){ }
float Rec::area(){ return m_len * m_width; }
//长方体
class Cuboid: public Rec{
public:
    Cuboid(float len, float width, float height);
    float area();
    float volume();
protected:
    float m_height;
};
Cuboid::Cuboid(float len, float width, float height): Rec(len, width), m_height(height){ }
float Cuboid::area(){ return 2 * ( m_len*m_width + m_len*m_height + m_width*m_height); }
float Cuboid::volume(){ return m_len * m_width * m_height; }
//正方体
class Cube: public Cuboid{
public:
    Cube(float len);
    float area();
    float volume();
};
Cube::Cube(float len): Cuboid(len, len, len){ }
float Cube::area(){ return 6 * m_len * m_len; }
float Cube::volume(){ return m_len * m_len * m_len; }
int main(){
    Line *p = new Cuboid(10, 20, 30);
    cout<<"The area of Cuboid is "<<p->area()<<endl;
    cout<<"The volume of Cuboid is "<<p->volume()<<endl;
  
    p = new Cube(15);
    cout<<"The area of Cube is "<<p->area()<<endl;
    cout<<"The volume of Cube is "<<p->volume()<<endl;
    return 0;
}

可以发现，Line 类表示“线”，没有面积和体积，但它仍然定义了 area() 和 volume() 两个纯虚函数。这样的用意很明显：Line 类不需要被实例化，但是它为派生类提供了“约束条件”，派生类必须要实现这两个函数，完成计算面积和体积的功能，否则就不能实例化。

在实际开发中，你可以定义一个抽象基类，只完成部分功能，未完成的功能交给派生类去实现（谁派生谁实现）。这部分未完成的功能，往往是基类不需要的，或者在基类中无法实现的。虽然抽象基类没有完成，但是却强制要求派生类完成，这就是抽象基类的“霸王条款”。

抽象基类除了约束派生类的功能，还可以实现多态。指针 p 的类型是 Line，但是它却可以访问派生类中的 area() 和 volume() 函数，正是由于在 Line 类中将这两个函数定义为纯虚函数；如果不这样做，这将跑不起来。这或许才是C++提供纯虚函数的主要目的。

纯虚函数的两个注意点：

• 一个纯虚函数就可以使类成为抽象基类，但是抽象基类中除了包含纯虚函数外，还可以包含其它的成员函数（虚函数或普通函数）和成员变量。
• 只有类中的虚函数才能被声明为纯虚函数，普通成员函数和顶层函数均不能声明为纯虚函数。

虚函数表，直戳动态的实现方式

再次说明：

当通过指针访问类的成员函数时：

• 如果该函数是非虚函数，那么编译器会根据指针的类型找到该函数；也就是说，指针是哪个类的类型就调用哪个类的函数。其原理已在《C++函数编译原理和成员函数的实现》中讲到。
• 如果该函数是虚函数，并且派生类有同名的函数遮蔽它，那么编译器会根据指针的指向找到该函数；也就是说，指针指向的对象属于哪个类就调用哪个类的函数。这就是多态。

指针指向对象可以找到虚函数原因：创建对象时额外增加虚函数表

如果一个类包含了虚函数，那么在创建该类的对象时就会额外地增加一个数组，数组中的每一个元素都是虚函数的入口地址。不过数组和对象是分开存储的，为了将对象和数组关联起来，编译器还要在对象中安插一个指针，指向数组的起始位置。这里的数组就是虚函数表（Virtual function table），简写为vtable。

例子：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
//People类
class People{
public:
    People(string name, int age);
public:
    virtual void display();
    virtual void eating();
protected:
    string m_name;
    int m_age;
};
People::People(string name, int age): m_name(name), m_age(age){ }
void People::display(){
    cout<<"Class People："<<m_name<<"今年"<<m_age<<"岁了。"<<endl;
}
void People::eating(){
    cout<<"Class People：我正在吃饭，请不要跟我说话..."<<endl;
}
//Student类
class Student: public People{
public:
    Student(string name, int age, float score);
public:
    virtual void display();
    virtual void examing();
protected:
    float m_score;
};
Student::Student(string name, int age, float score):
    People(name, age), m_score(score){ }
void Student::display(){
    cout<<"Class Student："<<m_name<<"今年"<<m_age<<"岁了，考了"<<m_score<<"分。"<<endl;
}
void Student::examing(){
    cout<<"Class Student："<<m_name<<"正在考试，请不要打扰T啊！"<<endl;
}
//Senior类
class Senior: public Student{
public:
    Senior(string name, int age, float score, bool hasJob);
public:
    virtual void display();
    virtual void partying();
private:
    bool m_hasJob;
};
Senior::Senior(string name, int age, float score, bool hasJob):
    Student(name, age, score), m_hasJob(hasJob){ }
void Senior::display(){
    if(m_hasJob){
        cout<<"Class Senior："<<m_name<<"以"<<m_score<<"的成绩从大学毕业了，并且顺利找到了工作，Ta今年"<<m_age<<"岁。"<<endl;
    }else{
        cout<<"Class Senior："<<m_name<<"以"<<m_score<<"的成绩从大学毕业了，不过找工作不顺利，Ta今年"<<m_age<<"岁。"<<endl;
    }
}
void Senior::partying(){
    cout<<"Class Senior：快毕业了，大家都在吃散伙饭..."<<endl;
}
int main(){
    People *p = new People("赵红", 29);
    p -> display();
    p = new Student("王刚", 16, 84.5);
    p -> display();
    p = new Senior("李智", 22, 92.0, true);
    p -> display();
    return 0;
}

内存模型：

规律：可以发现基类的虚函数在 vtable 中的索引（下标）是固定的，不会随着继承层次的增加而改变，派生类新增的虚函数放在 vtable 的最后。如果派生类有同名的虚函数遮蔽（覆盖）了基类的虚函数，那么将使用派生类的虚函数替换基类的虚函数。

指针原理：

当通过指针调用虚函数时，先根据指针找到 vfptr，再根据 vfptr 找到虚函数的入口地址。以虚函数 display() 为例，它在 vtable 中的索引为 0，通过 p 调用时：

p -> display();

编译器内部会发生类似下面的转换：

( *( *(p+0) + 0 ) )(p);

下面我们一步一步来分析这个表达式：

• 0是 vfptr 在对象中的偏移，p+0是 vfptr 的地址；
• *(p+0)是 vfptr 的值，而 vfptr 是指向 vtable 的指针，所以*(p+0)也就是 vtable 的地址；
• display() 在 vtable 中的索引（下标）是 0，所以( *(p+0) + 0 )也就是 display() 的地址；
• 知道了 display() 的地址，( *( *(p+0) + 0 ) )(p)也就是对 display() 的调用了，这里的 p 就是传递的实参，它会赋值给 this 指针

转换后的表达式没有用到与 p 的类型有关的信息，只要知道 p 的指向就可以调用函数，这跟名字编码（Name Mangling）算法有着本质上的区别。

typeid运算符：获取类型相关信息

typeid 运算符用来获取一个表达式的类型信息。类型信息对于编程语言非常重要，它描述了数据的各种属性：

• 对于基本类型（int、float 等C++内置类型）的数据，类型信息所包含的内容比较简单，主要是指数据的类型。
• 对于类类型的数据（也就是对象），类型信息是指对象所属的类、所包含的成员、所在的继承关系等

（类型信息是创建数据的模板，数据占用多大内存、能进行什么样的操作、该如何操作等，这些都由它的类型信息决定。）

使用方法：

• typeid( dataType )，dataType时数据类型
• typeid( expression )，expersion是表达式

typeid 会把获取到的类型信息保存到一个 type_info 类型的对象里面，并返回该对象的常引用；当需要具体的类型信息时，可以通过成员函数来提取。typeid 的使用非常灵活，请看下面的例子（只能在 VC（这个下raw_name是不行的）/VS 下运行）：

#include <iostream>
#include <typeinfo>
using namespace std;
class Base{ };
struct STU{ };
int main(){
    //获取一个普通变量的类型信息
    int n = 100;
    const type_info &nInfo = typeid(n);
    cout<<nInfo.name()<<" | "<<nInfo.raw_name()<<" | "<<nInfo.hash_code()<<endl;
    //获取一个字面量的类型信息
    const type_info &dInfo = typeid(25.65);
    cout<<dInfo.name()<<" | "<<dInfo.raw_name()<<" | "<<dInfo.hash_code()<<endl;
    //获取一个对象的类型信息
    Base obj;
    const type_info &objInfo = typeid(obj);
    cout<<objInfo.name()<<" | "<<objInfo.raw_name()<<" | "<<objInfo.hash_code()<<endl;
    //获取一个类的类型信息
    const type_info &baseInfo = typeid(Base);
    cout<<baseInfo.name()<<" | "<<baseInfo.raw_name()<<" | "<<baseInfo.hash_code()<<endl;
    //获取一个结构体的类型信息
    const type_info &stuInfo = typeid(struct STU);
    cout<<stuInfo.name()<<" | "<<stuInfo.raw_name()<<" | "<<stuInfo.hash_code()<<endl;
    //获取一个普通类型的类型信息
    const type_info &charInfo = typeid(char);
    cout<<charInfo.name()<<" | "<<charInfo.raw_name()<<" | "<<charInfo.hash_code()<<endl;
    //获取一个表达式的类型信息
    const type_info &expInfo = typeid(20 * 45 / 4.5);
    cout<<expInfo.name()<<" | "<<expInfo.raw_name()<<" | "<<expInfo.hash_code()<<endl;
    return 0;
}

• name() 用来返回类型的名称。
• raw_name() 用来返回名字编码（Name Mangling）算法产生的新名称。关于名字编码的概念，我们已在《C++函数编译原理和成员函数的实现》中讲到。
• hash_code() 用来返回当前类型对应的 hash 值。hash 值是一个可以用来标志当前类型的整数，有点类似学生的学号、公民的身份证号、银行卡号等。不过 hash 值有赖于编译器的实现，在不同的编译器下可能会有不同的整数，但它们都能唯一地标识某个类型。

但是C++ 标准只对 type_info 类做了很有限的规定，不仅成员函数少，功能弱，而且各个平台的实现不一致。例如上面代码中的 name() 函数，nInfo.name()、objInfo.name()在 VC/VS 下的输出结果分别是int和class Base，而在 GCC 下的输出结果分别是i和4Base

C++ 标准规定，type_info 类至少要有如下所示的 4 个 public 属性的成员函数，其他的扩展函数编译器开发者可以自由发：

• 原型：const char* name() const; 返回一个能表示类型名称的字符串，但是每个编译器输出字符串形式可能不同
• 原型：bool before (const type_info& rhs) const;判断一个类是否在另一个类前面
• 原型：bool operator== (const type_info& rhs) const;判断是否相等
• 原型：bool operator!= (const type_info& rhs) const;判断是否不等

大部分情况下我们只是使用重载过的“==”运算符来判断两个类型是否相同。

判断类型的相等性

1）内置类型：

char *str;
int a = 2;
int b = 10;
float f;

（typeid 返回 type_info 对象的引用，而表达式typeid(a) == typeid(b)的结果为 true，可以说明，一个类型不管使用了多少次，编译器都只为它创建一个对象，所有 typeid 都返回这个对象的引用）

2）类的比较：

class Base{};
class Derived: public Base{};
Base obj1;
Base *p1;
Derived obj2;
Derived *p2 = new Derived;
p1 = p2;

表达式typeid(*p1) == typeid(Base)（这个VS中运行不了）和typeid(p1) == typeid(Base*)的结果为 true 可以说明：即使将派生类指针 p2 赋值给基类指针 p1，p1 的类型仍然为 Base*，因为它就是Base *，*然而多态下，如果基类指针赋值派生类， p1 将会是Derived类型，这就涉及到RTTI机制 ，看图：

查看一下type_info类的声明：

查看一下头文件：typeinfo，找到类似：

class type_info {
public:
    virtual ~type_info();
    int operator==(const type_info& rhs) const;
    int operator!=(const type_info& rhs) const;
    int before(const type_info& rhs) const;
    const char* name() const;
    const char* raw_name() const;
private:
    void *_m_data;
    char _m_d_name[1];
    type_info(const type_info& rhs);
    type_info& operator=(const type_info& rhs);
};

它的构造函数是 private 属性的，所以不能在代码中直接实例化，只能由编译器在内部实例化（借助友元）。而且还重载了“=”运算符，也是 private 属性的，所以也不能赋值。

RTTI机制（c++运行时类型识别机制）

非多态下在编译期间就能确定一个表达式的类型，但是当存在多态时，有些表达式的类型在编译期间就无法确定了，必须等到程序运行后根据实际的环境来确定。例子：

#include <iostream>
using namespace std;
//基类
class Base{
public:
    virtual void func();
protected:
    int m_a;
    int m_b;
};
void Base::func(){ cout<<"Base"<<endl; }
//派生类
class Derived: public Base{
public:
    void func();
private:
    int m_c;
};
void Derived::func(){ cout<<"Derived"<<endl; }
int main(){
    Base *p;
    int n;
  
    cin>>n;
    if(n <= 100){
        p = new Base();
    }else{
        p = new Derived();
    }
    cout<<typeid(*p).name()<<endl;
    return 0;
}

基类 Base 包含了一个虚函数，派生类 Derived 又定义了一个原型相同的函数遮蔽了它，这就构成了多态。p 是基类的指针，可以指向基类对象，也可以指向派生类对象；*p表示 p 指向的对象。

该程序下：等到程序真的运行了、用户输入完毕了才能确定*p的类型；

根据前面讲过的知识，C++ 的对象内存模型主要包含了以下几个方面的内容：

• 如果没有虚函数也没有虚继承，那么对象内存模型中只有成员变量。
• 如果类包含了虚函数，那么会额外添加一个虚函数表，并在对象内存中插入一个指针，指向这个虚函数表。
• 如果类包含了虚继承，那么会额外添加一个虚基类表，并在对象内存中插入一个指针，指向这个虚基类表。

现在补充的一点是，如果类包含了虚函数，那么该类的对象内存中还会额外增加类型信息，也即 type_info 对象。以上面的代码为例，Base 和 Derived 的对象内存模型如下图所示：

编译器会在虚函数表 vftable 的开头插入一个指针（编译器编译阶段做的事情一），指向当前类对应的 type_info 对象。当程序在运行阶段获取类型信息时，可以通过对象指针 p 找到虚函数表指针 vfptr，再通过 vfptr 找到 type_info 对象的指针，进而取得类型信息。（编译器编译阶段做的事情二）转换过程：

​ * ( *(p->vfptr )- 1) （表达式不一定对，能理解即可！）

运行后，不管 p 指向 Base 类对象还是指向 Derived 类对象，只要执行这条语句就可以取得 type_info 对象；这样做虽然会占用更多的内存，效率也降低了，但是目前也没有更优解法。

这种在程序运行后确定对象的类型信息的机制称为运行时类型识别（RTTI）

C++静态绑定和动态绑定

彻底理解多态，需要了解静态和动态绑定；

CPU 访问内存时需要的是地址，而不是变量名和函数名！变量名和函数名只是地址的一种助记符，当源文件被编译和链接成可执行程序后，它们都会被替换成地址。编译和链接过程的一项重要任务就是找到这些名称所对应的地址。

如c = a + b， 假设变量 a、b、c 在内存中的地址分别是0X1000、0X2000、0X3000，那表达式就是0X3000 = (0X1000) + (0X2000);（其中 () 为取值操作 ）

我们将变量名和函数名统称为符号（Symbol），找到符号对应的地址的过程叫做符号绑定；

函数绑定：

函数体是内存中的一个代码段，函数名就表示该代码段的首地址。找到函数名对应的地址，然后将函数调用处用该地址替换，这称为函数绑定。

一般情况下，在编译期间（包括链接期间）就能找到函数名对应的地址，完成函数的绑定，程序运行后直接使用这个地址即可。这称为静态绑定（Static binding）。

但是有时候在编译期间想尽所有办法都不能确定使用哪个函数，必须要等到程序运行后根据具体的环境或者用户操作才能决定。这称为动态绑定（dynamic binding）。

比如多态下函数的选择，不知道指针具体指向哪个对象，就不知道执行哪个具体函数；例如：

上节写的，通过p -> display();语句调用 display() 函数时会转换为下面的表达式：

( *( *(p+0) + 0 ) )(p);

这里的 p 有可能指向 People 类的对象，也可能指向 Student 或 Senior 类的对象，编译器不能提前假设 p 指向哪个对象，也就不能确定调用哪个函数，所以编译器干脆不管了，p 爱指向哪个对象就指向哪个对象，等到程序运行后执行一下这个表达式自然就知道了。

在多态下，即使是确定的对象，p = new Senior("李智", 22, 92.0, true);但是都会动态绑定，要考虑所有情况，多态下很多都是运行到一定地方才知道结果的，比如：

int n;
cin>>n;
if(n > 100){
    p = new Student("王刚", 16, 84.5);
}else{
    p = new Senior("李智", 22, 92.0, true);
}
p -> display();

这种情况下是不可以静态绑定的，所以为了统一，不处理那么复杂的情况，统一使用动态绑定；

动态绑定的本质：编译器在编译期间不能确定指针指向哪个对象，只能等到程序运行后根据具体的情况再决定。

C++中RTTI机制下的对象内存模型

这个有点复杂，后面再来解决它

除了 typeid 运算符，dynamic_cast 运算符和异常处理也依赖于 RTTI 机制，并且要能够通过派生类获取基类的信息，或者说要能够判断一个类是否是另一个类的基类，这样上节讲到的内存模型就不够用了，我们必须要在基类和派生类之间再增加一条绳索，把它们连接起来，形成一条通路，让程序在各个对象之间游走。在面向对象的编程语言中，我们称此为继承链（Inheritance Chain）

在 C/C++ 中，变量、函数参数、函数返回值等在定义时都必须显式地指明类型，并且一旦指明类型后就不能再更改了，所以大部分表达式的类型都能够精确的推测出来，编译器在编译期间就能够搞定这些事情，这样的编程语言称为静态语言（Static Language），适合大型系统；

而JavaScript、Python、PHP、Perl、Ruby 这类的边编译边执行的是动态语言；适合web类型；

动态语言为了能够使用灵活，部署简单，往往是一边编译一边执行，模糊了传统的编译和运行的过程。

最终内存模型图：