C++封裝繼承多態總結
面向對象的三個基本特徵
面向對象的三個基本特徵是：封裝、繼承、多態。其中，封裝可以隱藏實現細節，使得代碼模塊化；繼承可以擴展已存在的代碼模塊（類）；它們的目的都是爲了——代碼重用。而多態則是爲了實現另一個目的——接口重用！
封裝
什麼是封裝？
封裝可以隱藏實現細節，使得代碼模塊化；封裝是把過程和數據包圍起來，對數據的訪問只能通過已定義的界面。面向對象計算始於這個基本概念，即現實世界可以被描繪成一系列完全自治、封裝的對象，這些對象通過一個受保護的接口訪問其他對象。在面向對象編程上可理解爲：把客觀事物封裝成抽象的類，並且類可以把自己的數據和方法只讓可信的類或者對象操作，對不可信的進行信息隱藏。
繼承
什麼是繼承？
繼承是指這樣一種能力：它可以使用現有類的所有功能，並在無需重新編寫原來的類的情況下對這些功能進行擴展。其繼承的過程，就是從一般到特殊的過程。
通過繼承創建的新類稱爲“子類”或“派生類”。被繼承的類稱爲“基類”、“父類”或“超類”。要實現繼承，可以通過“繼承”（Inheritance）和“組合”（Composition）來實現。在某些 OOP 語言中，一個子類可以繼承多個基類。但是一般情況下，一個子類只能有一個基類，要實現多重繼承，可以通過多級繼承來實現。
繼承的實現方式？
繼承概念的實現方式有三類：實現繼承、接口繼承和可視繼承。
1. 實現繼承是指使用基類的屬性和方法而無需額外編碼的能力；
2. 接口繼承是指僅使用屬性和方法的名稱、但是子類必須提供實現的能力；
3. 可視繼承是指子窗體（類）使用基窗體（類）的外觀和實現代碼的能力。
多態
什麼是多態？
多態性（polymorphisn）是允許你將父對象設置成爲和一個或更多的他的子對象相等的技術，賦值之後，父對象就可以根據當前賦值給它的子對象的特性以不同的方式運作。簡單的說，就是一句話：允許將子類類型的指針賦值給父類類型的指針。
例子：（2012某**軟件公司筆試題）
請按順序寫出下面代碼的輸出結果：
答案：call child func
call ~child
call ~base
多態的實現方式分析？
實現多態，有二種方式，覆蓋，重載。覆蓋：是指子類重新定義父類的虛函數的做法。重載：是指允許存在多個同名函數，而這些函數的參數表不同（或許參數個數不同，或許參數類型不同，或許兩者都不同）。
分析：
“重載” 是指在同一作用域內,可以有一組具有相同函數名,不同參數列表的函數
“覆蓋\重寫” 是在不同的類中。
其實，重載的概念並不屬於“面向對象編程”，重載的實現是：編譯器根據函數不同的參數表，對同名函數的名稱做修飾，然後這些同名函數就成了不同的函數（至少對於編譯器來說是這樣的）。如，有兩個同名函數：function func(p:integer):integer;和function func(p:string):integer;。那麼編譯器做過修飾後的函數名稱可能是這樣的：int_func、str_func。對於這兩個函數的調用，在編譯器間就已經確定了，是靜態的（記住：是靜態）。也就是說，它們的地址在編譯期就綁定了（早綁定），因此，重載和多態無關！真正和多態相關的是“覆蓋”。當子類重新定義了父類的虛函數後，父類指針根據賦給它的不同的子類指針，動態（記住：是動態！）的調用屬於子類的該函數，這樣的函數調用在編譯期間是無法確定的（調用的子類的虛函數的地址無法給出）。因此，這樣的函數地址是在運行期綁定的（晚邦定）。結論就是：重載只是一種語言特性，與多態無關，與面向對象也無關！引用一句Bruce Eckel的話：“不要犯傻，如果它不是晚邦定，它就不是多態。”
C++多態機制的實現：
該部分轉自：http://blog.chinaunix.net/uid-7396260-id-2056657.html
1、c++實現多態的方法
面向對象有了一個重要的概念就是對象的實例，對象的實例代表一個具體的對象，故其肯定有一個數據結構保存這實例的數據，這一數據包括對象成員變量，如果對象有虛函數方法或存在虛繼承的話，則還有相應的虛函數或虛表指針，其他函數指針不包括。
虛函數在c++中的實現機制就是用虛表和虛指針，但是具體是怎樣的呢？從more effecive c++其中一篇文章裏面可以知道：是每個類用了一個虛表，每個類的對象用了一個虛指針。要講虛函數機制，必須講繼承，因爲只有繼承纔有虛函數的動態綁定功能，先講下c++繼承對象實例內存分配基礎知識：
從more effecive c++其中一篇文章裏面可以知道：是每個類用了一個虛表，每個類的對象用了一個虛指針。具體的用法如下：
class A
{public:
virtual void f();
virtual void g();
private:
int a
};
class B : public A
{
public:
void g();
private:
int b;
};
//A，B的實現省略
因爲A有virtual void f（），和g（），所以編譯器爲A類準備了一個虛表vtableA，內容如下：
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A::f 的地址 |
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A::g 的地址 |
B因爲繼承了A，所以編譯器也爲B準備了一個虛表vtableB，內容如下：
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A::f 的地址 |
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B::g 的地址 |
注意：因爲B::ｇ是重寫了的，所以B的虛表的g放的是B::g的入口地址，但是f是從上面的A繼承下來的，所以f的地址是A::f的入口地址。然後某處有語句 B bB;的時候，編譯器分配空間時，除了A的int a，B的成員int b；以外，還分配了一個虛指針vptr，指向B的虛表vtableB，bB的佈局如下：
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vptr ： 指向B的虛表vtableB |
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int a： 繼承A的成員 |
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int b： B成員 |
當如下語句的時候：
A *pa = &bB;
pa的結構就是A的佈局（就是說用pa只能訪問的到bB對象的前兩項，訪問不到第三項int b）
那麼pa->g()中，編譯器知道的是，g是一個聲明爲virtual的成員函數，而且其入口地址放在表格（無論是vtalbeA表還是vtalbeB表）的第2項，那麼編譯器編譯這條語句的時候就如是轉換：call *(pa->vptr)[1]（C語言的數組索引從0開始哈~）。
這一項放的是B：：g()的入口地址，則就實現了多態。（注意bB的vptr指向的是B的虛表vtableB）
另外要注意的是，如上的實現並不是唯一的，C++標準只要求用這種機制實現多態，至於虛指針vptr到底放在一個對象佈局的哪裏，標準沒有要求，每個編譯器自己決定。我以上的結果是根據g++ 4.3.4經過反彙編分析出來的。
2、兩種多態實現機制及其優缺點
除了c++的這種多態的實現機制之外，還有另外一種實現機制，也是查表，不過是按名稱查表，是smalltalk等語言的實現機制。這兩種方法的優缺點如下：
（1）、按照絕對位置查表，這種方法由於編譯階段已經做好了索引和表項(如上面的call *(pa->vptr[1]） )，所以運行速度比較快;缺點是：當A的virtual成員比較多（比如1000個），而B重寫的成員比較少（比如2個），這種時候，B的vtableＢ的剩下的998個表項都是放Ａ中的virtual成員函數的指針，如果這個派生體系比較大的時候，就浪費了很多的空間。
比如：GUI庫，以MFC庫爲例，MFC有很多類，都是一個繼承體系；而且很多時候每個類只是1、2個成員函數需要在派生類重寫，如果用Ｃ＋＋的虛函數機制，每個類有一個虛表，每個表裏面有大量的重複，就會造成空間利用率不高。於是ＭＦＣ的消息映射機制不用虛函數，而用第二種方法來實現多態，那就是：
（２）、按照函數名稱查表，這種方案可以避免如上的問題；但是由於要比較名稱，有時候要遍歷所有的繼承結構，時間效率性能不是很高。（關於MFC的消息映射的實現，看下一篇文章）
３、總結：
如果繼承體系的基類的virtual成員不多，而且在派生類要重寫的部分佔了其中的大多數時候，用C++的虛函數機制是比較好的；但是如果繼承體系的基類的virtual成員很多，或者是繼承體系比較龐大的時候，而且派生類中需要重寫的部分比較少，那就用名稱查找表，這樣效率會高一些，很多的GUI庫都是這樣的，比如MFC，QT
PS 其實，自從計算機出現之後，時間和空間就成了永恆的主題，因爲兩者在98%的情況下都無法協調，此長彼消；這個就是計算機科學中的根本瓶頸之所在。軟件科學和算法的發展，就看能不能突破這對時空權衡了。呵呵
何止計算機科學如此，整個宇宙又何嘗不是如此呢？最基本的宇宙之謎，還是時間和空間~
注：
原文出處：http://blog.csdn.net/ruyue_ruyue/article/details/8211809
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