1.2、多态的实现原理是什么?以及多态的优点(特点)?
多态的实现原理
- 1. 虚函数机制:多态依赖于基类中用
virtual
关键字声明的虚函数,派生类重写(覆盖)这些虚函数,实现不同的行为。 - 2. 虚函数表(vtable)和虚指针(vptr):编译器为含虚函数的类自动生成虚函数表,表中存储指向虚函数的函数指针。每个对象包含一个指向该虚函数表的虚指针。运行时通过对象的vptr找到对应的虚函数表,调用正确的函数实现动态绑定。
- 3. 动态绑定:调用虚函数时,编译器不直接绑定函数地址,而是在运行时根据对象实际类型通过虚函数表调用对应的函数,实现运行时多态。
- 4. 构造函数中不发生多态:父类构造函数调用虚函数时,不会发生多态,因为此时vptr尚未指向派生类的虚函数表。
多态的优点
- 1. 可替换性:基类指针或引用可以指向任何派生类对象,调用接口统一,方便替换和扩展已有代码。
- 2. 可扩展性:新增子类无需修改已有代码即可获得多态行为,增强系统的可维护性和扩展性。
- 3. 接口统一性:多态通过基类定义统一接口,子类实现具体细节,体现面向对象的接口设计思想。
- 4. 灵活性:运行时根据对象类型动态调用方法,提高程序灵活性和复用性。
- 5. 简化代码:多态简化了代码编写和维护,尤其是在处理大量对象时,减少了条件判断和代码耦合。
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