深入理解C++中多态的实现

对于C++中多态性是面向对象中很重要的特性之一，每种面向对象的语言对于多态的实现都不尽相同。

最近，学习中发现一段既陌生又熟悉的代码，大致情况如下#include

#include <iostream>

using namespace std;

class BaseClass
{
public:
    virtual void Display()
    {
        cout<<"BaseClass::Display()"<<endl;
    }

    virtual void Display(int a)
    {
        cout<<"BaseClass::Display(int a)"<<endl;
    }
};

class ExtendClass:public BaseClass
{
public:
    virtual void Display()
    {
        cout<<"ExtendClass::Display()"<<endl;
    }

    virtual void Display(int a)
    {
        cout<<"ExtendClass::Display(int a)"<<endl;
    }

    virtual void Display(float a)
    {
        cout<<"ExtendClass::Display(float)"<<endl;
    }
};

int main()
{
    BaseClass* ptrBaseClass = new BaseClass();
    ptrBaseClass->Display();
    ptrBaseClass->Display(1);
    ptrBaseClass->Display(1.1);
    return 0;
}

代码的核心思想是
1.基类实现了多个虚函数
2.子类继承基类并且override所有虚函数
3.作者发现子类应该“重载一下”以满足需求，这样的需求原因可能很多

代码即熟悉是因为，overload（重载）的需求在实际应用中很多，因此不感到奇怪。
陌生的原因是，这种写法感觉很奇怪，没见过（因为是错误的，所以没人这么写）

输出结果为

BaseClass::Display()
BaseClass::Display(int a)
BaseClass::Display(int a)

并且在编译是编译器发出强制将float转换为int的警告

首先效果肯定不是原有作者要的结果，然后我开始分析原因
根据Thinking in C++中对于vptr和vtable的解释，貌似我无法找到与这种现象有关的详细解释，也许是我没有发现。

随后我便开始自己解释：
既然所有的虚函数都存放在vtable中，那么指针通过vptr查找到vtable中虚函数时，应该也能找到“float”版的函数。但是他为什么就会去调用int版本呢？通过以往经验我查看了反汇编
发现调用int和调用float部分的汇编代码一模一样，我开始认为这一切的原因出在了编译过程中。可是我始终无法从vptr和vtable的角度出发进行解释这种现象。

最后在请教了高人之后，知道了一件很重要但始终被我误解的事（都是以前教条主义惹得祸，当时学的时候就应该追根溯源）。

当诸如ptrBaseClass->Display();话出现时，编译器是如何解释的呢？
1.因为指针是基类的，因此他将查看基类的所有函数，查看是否满足要求的。
2.如果查看到且查看到的函数发现是virtual的，则在翻译成汇编时翻译成：请到vtable中偏移地址为XXX的地方寻找代码。
3.如果不是virtual，则直接把基类的代码地址获得
4.如果没有在基类的函数中查找到相同的函数，则报出找不到的错误

发现没有，其实多态在C++中的实现还是根据基类的指针来查看函数是否合法。
做个实验，如果你在子类中新增一个函数，然后通过基类进行调用，发现该函数不存在，编译错误。
因此在编译时，函数具体代码区的查找是根据基类指针来的。
当遇到多态时，无非就是告诉调用者，请到具体对象实例中vptr所指向的vtable中所指向的地址去寻找代码，这个过程是运行时完成的。

综上所述，对于我个人而言更加明确了一点，不要在多态的时候去想重载，这是不可能的。