C++多态

多态：同一操作作用于不同对象时，产生不同的行为，分为编译时多态和运行时多态

1.运行时多态（动态绑定）

1.虚函数
通过虚函数和基类指针/引用实现，具体调用那个函数在运行时决定。

class Shape {
public:
    Shape() {}
    virtual ~Shape() {}
    virtual void draw() {
        cout << "This is Shape::draw()" << endl;
    }
};
class Circle : public Shape {
public:
    Circle() {}
    virtual ~Circle() {}
    void draw() {
        cout << "This is Circle::draw()" << endl;
    }
};
Shape* shape = new Circle();
shape->draw();  //调用子类Circle的draw()函数
delete shape;

编译器为每个含虚函数的类生成一个虚函数表（vtable），存储函数指针，对象通过函数指针（vptr）访问。

2.纯虚函数与抽象类
纯虚函数（virtual void func() = 0;）强制基类必须实现同名的函数，此时基类变为抽象类，不能实例化。

class Shape {
public:
    Shape() {}
    virtual ~Shape() {}
    virtual void draw() = 0;//纯虚函数
};

class Circle : public Shape {
public:
    Circle() {}
    virtual ~Circle() {}
    void draw() {
        cout << "This is Circle::draw()" << endl;
    }
};

int main() {
    //Shape* shape = new Shape();//编译不通过，报错invalid new-expression of abstract class type ‘Shape’
    Shape* shape = new Circle();
    shape->draw();  //调用子类Circle的draw()函数
    delete shape;
    return 0;
}

3.典型考题

• 求类大小

class Shape1 {
public:
    Shape1() {}
    ~Shape1() {}
};
class Shape2 {
public:
    Shape2() {}
    virtual ~Shape2() {}
    virtual void draw() = 0; 
};
cout << sizeof(Shape1) << endl; //输出1
cout << sizeof(Shape2) << endl; //输出8，因为需要存虚函数表指针，所以大小为8（在32位机结果为4）

• 析构函数必须为虚函数

class Base {
public:
    Base() {}
    ~Base() {}
    virtual void PrintData() = 0;
};

class Derive : public Base {
public:
    Derive(int data) : data(new int(data)) {}
    ~Derive()
    {
        cout << "Delete data." << endl;
        delete data;
    }
    void PrintData() override
    {
        cout << "Data: " << *data << endl;
    }
private:
    int *data;
};

int main() {
    Base* base = new Derive(2);
    delete base;
    return 0;
}

上述代码有什么错误？

• 当通过基类指针删除派生类对象时，若基类析构函数非虚函数，则派生类的析构函数不会被调用，导致内存泄漏。

2.编译多态

• 函数重载（Overload）: 统一作用域内同名函数参数不同。
• 模板（Templaye）：泛型编程，根据类型生成不同代码。