“多态（polymorphism）”指的是同一名字的事物可以完成不同的功能。多态可以分为编译时的多态和运行时的多态。前者主要是指函数的重载（包括运算符的重载）、对重载函数的调用，在编译时就能根据实参确定应该调用哪个函数，因此叫编译时的多态；而后者则和继承、虚函数等概念有关，是本章要讲述的内容。本教程后面提及的多态都是指运行时的多态。
#include <iostream>
using namespace std;
//基类People
class People{
public:
People(char *name, int age);
virtual void display(); //声明为虚函数
protected:
char *m_name;
int m_age;
};
People::People(char *name, int age): m_name(name), m_age(age){
}
void People::display(){
cout<<m_name<<"今年"<<m_age<<"岁了，是个无业游民。"<<endl;
}
//派生类Teacher
class Teacher: public People{
public:
Teacher(char *name, int age, int salary);
virtual void display(); //声明为虚函数
private:
int m_salary;
};
Teacher::Teacher(char *name, int age, int salary): People(name, age), m_salary(salary){
}
void Teacher::display(){
cout<<m_name<<"今年"<<m_age<<"岁了，是一名教师，每月有"<<m_salary<<"元的收入。"<<endl;
}
int main(){
People *p = new People("王志刚", 23);
p -> display();
p = new Teacher("赵宏佳", 45, 8200);
p -> display();
return 0;
}
运行结果：
王志刚今年23岁了，是个无业游民。
赵宏佳今年45岁了，是一名教师，每月有8200元的收入。
有了虚函数，基类指针指向基类对象时就使用基类的成员（包括成员函数和成员变量），指向派生类对象时就使用派生类的成员。换句话说，基类指针可以按照基类的方式来做事，也可以按照派生类的方式来做事，它有多种形态，或者说有多种表现方式，我们将这种现象称为多态（Polymorphism）。
多态是面向对象编程的主要特征之一，C++中虚函数的唯一用处就是构成多态。
C++提供多态的目的是：可以通过基类指针对所有派生类（包括直接派生和间接派生）的成员变量和成员函数进行“全方位”的访问，尤其是成员函数。如果没有多态，我们只能访问成员变量。
#include <iostream>
using namespace std;
//军队
class Troops{
public:
virtual void fight(){
cout<<"Strike back!"<<endl; }
};
//陆军
class Army: public Troops{
public:
void fight(){
cout<<"--Army is fighting!"<<endl; }
};
//99A主战坦克
class _99A: public Army{
public:
void fight(){
cout<<"----99A(Tank) is fighting!"<<endl; }
};
//武直10武装直升机
class WZ_10: public Army{
public:
void fight(){
cout<<"----WZ-10(Helicopter) is fighting!"<<endl; }
};
//长剑10巡航导弹
class CJ_10: public Army{
public:
void fight(){
cout<<"----CJ-10(Missile) is fighting!"<<endl; }
};
//空军
class AirForce: public Troops{
public:
void fight(){
cout<<"--AirForce is fighting!"<<endl; }
};
//J-20隐形歼击机
class J_20: public AirForce{
public:
void fight(){
cout<<"----J-20(Fighter Plane) is fighting!"<<endl; }
};
//CH5无人机
class CH_5: public AirForce{
public:
void fight(){
cout<<"----CH-5(UAV) is fighting!"<<endl; }
};
//轰6K轰炸机
class H_6K: public AirForce{
public:
void fight(){
cout<<"----H-6K(Bomber) is fighting!"<<endl; }
};
int main(){
Troops *p = new Troops;
p ->fight();
//陆军
p = new Army;
p ->fight();
p = new _99A;
p -> fight();
p = new WZ_10;
p -> fight();
p = new CJ_10;
p -> fight();
//空军
p = new AirForce;
p -> fight();
p = new J_20;
p -> fight();
p = new CH_5;
p -> fight();
p = new H_6K;
p -> fight();
return 0;
}
运行结果：
Strike back!
--Army is fighting!
----99A(Tank) is fighting!
----WZ-10(Helicopter) is fighting!
----CJ-10(Missile) is fighting!
--AirForce is fighting!
----J-20(Fighter Plane) is fighting!
----CH-5(UAV) is fighting!
----H-6K(Bomber) is fighting!
多态是指通过基类的指针既可以访问基类的成员，也可以访问派生类的成员。
#include <iostream>
using namespace std;
//基类Base
class Base{
public:
virtual void func();
virtual void func(int);
};
void Base::func(){
cout<<"void Base::func()"<<endl;
}
void Base::func(int n){
cout<<"void Base::func(int)"<<endl;
}
//派生类Derived
class Derived: public Base{
public:
void func();
void func(char *);
};
void Derived::func(){
cout<<"void Derived::func()"<<endl;
}
void Derived::func(char *str){
cout<<"void Derived::func(char *)"<<endl;
}
int main(){
Base *p = new Derived();
p -> func(); //输出void Derived::func()
p -> func(10); //输出void Base::func(int)
p -> func("http://c.biancheng.net"); //compile error
return 0;
}
在基类 Base 中我们将void func()声明为虚函数，这样派生类 Derived 中的void func()就会自动成为虚函数。p 是基类 Base 的指针，但是指向了派生类 Derived 的对象。
语句p -> func();调用的是派生类的虚函数，构成了多态。
语句p -> func(10);调用的是基类的虚函数，因为派生类中没有函数覆盖它。
语句p -> func(“http://c.biancheng.net”);出现编译错误，因为通过基类的指针只能访问从基类继承过去的成员，不能访问派生类新增的成员。
大部分情况下都应该将基类的析构函数声明为虚函数。
C++ 的对象内存模型主要包含了以下几个方面的内容：
- 如果没有虚函数也没有虚继承，那么对象内存模型中只有成员变量。
- 如果类包含了虚函数，那么会额外添加一个虚函数表，并在对象内存中插入一个指针，指向这个虚函数表。
- 如果类包含了虚继承，那么会额外添加一个虚基类表，并在对象内存中插入一个指针，指向这个虚基类表。
这种在程序运行后确定对象的类型信息的机制称为运行时类型识别（Run-Time Type Identification，RTTI）。在 C++ 中，只有类中包含了虚函数时才会启用 RTTI 机制，其他所有情况都可以在编译阶段确定类型信息。
CPU 访问内存时需要的是地址，而不是变量名和函数名！变量名和函数名只是地址的一种助记符，当源文件被编译和链接成可执行程序后，它们都会被替换成地址。编译和链接过程的一项重要任务就是找到这些名称所对应的地址。
我们知道，函数调用实际上是执行函数体中的代码。函数体是内存中的一个代码段，函数名就表示该代码段的首地址，函数执行时就从这里开始。说得简单一点，就是必须要知道函数的入口地址，才能成功调用函数。
找到函数名对应的地址，然后将函数调用处用该地址替换，这称为函数绑定。
一般情况下，在编译期间（包括链接期间）就能找到函数名对应的地址，完成函数的绑定，程序运行后直接使用这个地址即可。这称为静态绑定（Static binding）。
但是有时候在编译期间想尽所有办法都不能确定使用哪个函数，必须要等到程序运行后根据具体的环境或者用户操作才能决定。这称为动态绑定（dynamic binding）。
在 C++ 中，除了 typeid 运算符，dynamic_cast 运算符和异常处理也依赖于 RTTI 机制，并且要能够通过派生类获取基类的信息，或者说要能够判断一个类是否是另一个类的基类，这样上节讲到的内存模型就不够用了，我们必须要在基类和派生类之间再增加一条绳索，把它们连接起来，形成一条通路，让程序在各个对象之间游走。在面向对象的编程语言中，我们称此为继承链（Inheritance Chain）。
关于 dynamic_cast 运算符和异常处理我们将在后续章节中讲解，这里读者只需要知道它们依赖于 RTTI 机制。