C++多态机理详解：虚函数、vtable和面向接口编程

C++多态解析 C++多态详解 多态是C++编程语言中的一种重要概念，它允许我们使用父类的指针去调用子类中被重写的方法。那么为什么要使用多态呢？为什么不能直接在子类中写一个同名的成员函数，从而隐藏父类的函数？ 答案是，使用多态可以实现面向接口编程。我们可以将父类比喻为电脑的外设接口，子类比喻为外设，如移动硬盘、U盘和MP3，它们都是可以作为存储设备，但是各不相同。如果我们在写驱动的时候，用父类表示外设接口，然后在子类中重写父类那个读取设备的虚函数，那么电脑的外设接口只需要一个。但如果我们不是这样做，而是用每个子类表示一个外设接口，那么我们的电脑就必须有多个接口分别来读取移动硬盘、U盘和MP3。 使用父类的指针指向子类，可以实现“一个接口，多种实现”的编程思想。这使得我们的代码更加灵活、可维护和可扩展。 多态的实现机制是通过虚函数表（vtable）来实现的。任何类若是有虚函数就会比正常的类大一点，所有有virtual的类的对象里面最头上会自动加上一个隐藏的，不让我们知道的指针，它指向一张表，这张表叫做vtable，vtable里是所有virtual函数的地址。 在C++中，虚函数（Virtual Function）是一种特殊的成员函数，它允许我们在子类中重写父类的成员函数。虚函数的特点是，它只能在类的成员函数中声明，不能在普通函数中声明。同时，静态成员函数不能是虚函数，因为静态成员函数的特点是，它不属于某个对象，而是属于整个类。 在C++中，我们可以使用virtual关键字来声明虚函数。例如： ```cpp class Shape { public: virtual void render(); }; ``` 这个虚函数可以在子类中被重写。例如： ```cpp class Ellipse : public Shape { public: virtual void render(); }; ``` 在子类中，我们可以使用override关键字来重写父类的虚函数。例如： ```cpp class Ellipse : public Shape { public: override void render() { // 子类的实现 } }; ``` 多态是C++编程语言中的一种重要概念，它允许我们使用父类的指针去调用子类中被重写的方法，实现面向接口编程和“一个接口，多种实现”的编程思想。