1、虚函数和多态

多态是指程序在运行阶段，才会根据虚函数表的地址，决定访问的是父类的函数还是子类的函数。
理解起来很抽象，先看个例子。

#include <iostream>

using namespace std;

class Base
{
public:
    virtual void vfun(){
        cout << "the base virtual function" << endl;
    }
};

class Derive:public Base
{
public:
    void vfun(){
        cout << "the derive virtual function" << endl;
    }

};

int main()
{
    int temp;
    Base *p;
    cout << "请输入一个整形数字，1代表执行父类的虚函数，2代表执行子类的虚函数：";
    cin >> temp;

    if(temp == 1){
        p = new Base();
        p->vfun();
    }
    else if(temp == 2){
        p = new Derive();
        p->vfun();
    }  
    else{
        cerr << "input error" << endl;
        return -1;
    }    

    delete p;
    return 0;
}

在这个例子当中，我可以先定义一个Base指针，然后再根据用户的输入来判断执行哪个函数。这就是多态的伟大之处。
要不然，你需要事先就实例化基类和派生类。如果派生类很多，就很麻烦了，无端端占用了大量空间。

2、虚函数指针和虚函数表

看了上面多态的例子，其实就大概理解了表面的东西。接下来讲一下虚函数的具体逻辑。
在一个类中定义一个虚函数之后，编译器自动在该类的构造函数中加一个虚函数指针的。然后如果想要访问虚函数，就必须通过这个虚函数指针。

class Base
{
public:
    int a;
    Base(){
        //void *vptr;       编译器会在此处添加一个虚函数指针，但用户看不到
        cout << "constructor in base class " << endl;
    }
    virtual void f(){
        cout << "the base virtual function f" << endl;
    }
    virtual void g(){
        cout << "the base virtual function g" << endl;
    }
    virtual void h(){
        cout << "the base virtual function h" << endl;
    }
};

class Derive:public Base
{
public:
    virtual void g(){
        cout << "the derive virtual function g" << endl;
    }	
};

比如上面这断代码，在内存空间的示意图大概如下。

虚函数指针会根绝虚函数表的地址去找到对应的函数。而在实例化一个派生类的时候，其实是会调用基类的构造函数的，那么这时候基类就会在构造函数中生成一个虚函数表和虚函数指针（用户看不见的）。然后会接着执行派生类的构造函数，发现派生类中有和基类虚函数名称一样的函数，那就会重写虚函数表。
意思大概如此，总的来说就是：基类中的虚函数指针，指向被派生类重写过的虚函数表，进行能够访问到派生类的方法。

3、基类指针指向派生类实例

多态其实就建立在基类指针指向派生类实例的基础上的，但其实还有引用等情况，在此处权当没有吧。讨论一种情况就行了。
先看个很长的例子：

#include <iostream>

using namespace std;

class Base
{
public:
    int a;
    void fun(){
        cout << "base function" << endl;
    }
    virtual void vfun(){
        cout << "the base virtual function" << endl;
    }
protected:
	int b;
private:
    int _c;
};

class Derive:public Base
{
public:
    void unique_fun(){
        cout << " unique_fun in derive class" << endl;
    }
    void fun(){
        cout << " override function in derive class" << endl;
    }
    void vfun(){
        cout << "the derive virtual function" << endl;
    }
private:
    int _d;
};



int main()
{
    Base *p = new Derive();
    delete p;
    return 0;
}

在这种情况下，我能访问的其实指有父类的public成员，因为public和protected成员都会被子类继承，然而protected成员又不能在外部被调用，故只能访问public成员了。然后函数的内容也以父类为准，但如果虚函数的话则以子类为准。