引言：

在c++中司空見(jiàn)慣的事情就是：可以通過(guò)指針和引用可以實(shí)現(xiàn)多態(tài)，而對(duì)象不可以。 那為什么？讓我們來(lái)解開(kāi)這神秘的暗紗！

1、 類對(duì)象的存儲(chǔ)方式：

在一個(gè)類的實(shí)例中，只會(huì)存放非靜態(tài)的成員變量。 如果該類中存在虛函數(shù)的話，再多加一個(gè)指向虛函數(shù)列表指針—vptr。

例如聲明如下兩個(gè)類，并分別實(shí)例化兩個(gè)對(duì)象，它們的內(nèi)存分配大致如下：（vptr具體在什么位置，與編譯器有關(guān)，大多數(shù)都在開(kāi)始處）

class base
{
public:
 virtual ~base() {};
 virtual string GetName() { return "base"; }
 GetA();
 int a;
};

class derived : public base
{
public:
 virtual ~derived() {};
 virtual string GetName() { return "derived";}
 GetB();
 int b;
};base B1, B2;derived D1, D2;

內(nèi)存分布大致如下：

1. 類對(duì)象中，只有成員變量與vptr.

2. 普通成員函數(shù)在內(nèi)存的某一位置放著。它們與c語(yǔ)言中定義的普通函數(shù)沒(méi)有區(qū)別。 當(dāng)我們通過(guò)對(duì)象或?qū)ο笾羔樥{(diào)用普通成員函數(shù)時(shí)， 編譯器會(huì)拿到它。怎么拿到呢？當(dāng)然是通過(guò)名字了，編譯器都會(huì)對(duì)我們寫的函數(shù)的名字進(jìn)行修飾映射，讓它們變成內(nèi)存中唯一的函數(shù)名。

3. 無(wú)論基類還是子類，每一種類類型的虛函數(shù)表只有一份，它里面存放了基類的類型信息和指向基類中的虛函數(shù)的指針。 某一類類型的所有對(duì)象都指向了相同的虛函數(shù)表。

2. 無(wú)論通過(guò)對(duì)象還是指針，能使用的方法只與它們靜態(tài)類型有關(guān)。

例如：下面的 base類型的對(duì)象B1或指針pB1，只能使用GetName() 和GetA()方法。 無(wú)論它們是如何來(lái)的?。。。?！

// 直接構(gòu)造得到
base B1;
base* pB1 = new base();

// 即使從子類轉(zhuǎn)換而來(lái)， 通過(guò)B1或pB1也永遠(yuǎn)訪問(wèn)不到GetB（）方法。
derived d1;
B1 = d1;
pB1 = new derived();

3. 不同類型的指針有什么區(qū)別？

本質(zhì)上它們沒(méi)有任何區(qū)別，在32/64位系統(tǒng)中都是4/8字節(jié)的一個(gè)變量。 唯一不同的就是編譯器解釋它們的方式，即通過(guò)指針來(lái)尋址出來(lái)的對(duì)象類型不同，大小不同 ，指針類型來(lái)告訴編譯器如何解釋該指針。

4. 指針與引用來(lái)實(shí)現(xiàn)多態(tài)

有代碼如下 ：

derived* _pD = new derived();
base* _pB = _pD;
_pB.GetName(); // 返回 derived.

想要知道如何通過(guò)指針來(lái)實(shí)現(xiàn)的多態(tài)，就要看看對(duì)基類指針賦值是發(fā)生了什么！ 具體來(lái)說(shuō) 如下圖所示：

我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，對(duì)指針的賦值，僅僅是讓基類指針_pB指向的子類對(duì)象的地地址。 當(dāng)我們使用基類指針調(diào)用GetName()函數(shù)（該函數(shù)是虛函數(shù)，它的地址在函數(shù)表中）時(shí)， 會(huì)由_pB指向的地址找到子類的虛函數(shù)表指針vptr_上海，再由vptr_上海在虛函數(shù)表中找到子類的GetName(),從而調(diào)用它。就這樣實(shí)現(xiàn)了多態(tài)。

5. 對(duì)象不能實(shí)現(xiàn)多態(tài)

有代碼如下：

base B1;
derived D1;
B1 = D1;
B1.GetName();  // 返回 base

base B2 = D1
B2.GetName(); // 返回 base

上面代碼中無(wú)論賦值操作還是賦值構(gòu)造時(shí)， 只會(huì)處理成員變量，一個(gè)類對(duì)象里面的vptr永遠(yuǎn)不會(huì)變，永遠(yuǎn)都會(huì)指向所屬類型的虛函數(shù)表，操作如下圖所示：

因此，通過(guò)對(duì)象調(diào)用虛函數(shù)時(shí)，就沒(méi)有必要進(jìn)行動(dòng)態(tài)解析了，白白增加了間接性，浪費(fèi)性能。編譯器直接在編譯時(shí)就可以確認(rèn)具體調(diào)用哪一個(gè)函數(shù)了，因此沒(méi)有所謂的多態(tài)。

補(bǔ)充說(shuō)明：

1. 引用本質(zhì)上也是通過(guò)指針的解引用（即*_point)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，可以<<參考std源碼剖析》一本書，所以引用也可以實(shí)現(xiàn)多態(tài)。

2. 即使通過(guò) 基類的指針調(diào)用基類的虛函數(shù) 或 通過(guò)子類的指針調(diào)用子類的虛函數(shù) 以及通過(guò)子類指針調(diào)用基類的虛函數(shù)， 也是通過(guò)多態(tài)機(jī)制來(lái)完成的（即一步步的間接性來(lái)完成）。

3. 一個(gè)空的class的對(duì)象的大小為1個(gè)字節(jié)， 編譯器之所以要這么做，是為了區(qū)別同一個(gè)類類型的不同對(duì)象！

總結(jié)

到此這篇關(guān)于c++中為什么可以通過(guò)指針或引用實(shí)現(xiàn)多態(tài)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)c++指針或引用實(shí)現(xiàn)多態(tài)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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