一文读懂C++实现多态的方式

背景

C++实现多态主要有两种方式：编译时多态（静态多态）和运行时多态（动态多态）

1、编译时多态（静态多态）

• 函数重载和运算符重载

void print(int x) {
    std::cout << "int: " << x << std::endl;
}
void print(double x) {
    std::cout << "double: " << x << std::endl;
}

• 模板

template <typename T>
T add(T a, T b) {
    return a + b;
}

2、运行时多态（动态多态）

运行时多态是通过继承和虚函数实现的

• 实现方式：使用基类指针或引用调用排成类重写的虚函数
• 编译器通过虚函数表来支持运行时绑定

class Base {
public:
    virtual void speak() {
        std::cout << "Base speaking" << std::endl;
    }
    virtual ~Base() {} // 必须有虚析构函数
};

class Derived : public Base {
public:
    void speak() override {
        std::cout << "Derived speaking" << std::endl;
    }
};

int main() {
    Base* obj = new Derived();
    obj->speak();  // 输出：Derived speaking（动态绑定）
    delete obj;
}

• 虚函数表的原理简述
  • 每个含有虚函数的类，编译器都会生成一个虚函数表
  • 每个对象包含一个指向该表的指针
  • 调用虚函数时，程序运行时通过vptr查找vtable中函数地址，从而实现动态绑定