C++笔记——虚函数与多态

1、虚函数

在类的定义中，前面有 virtual 关键字的成员函数就是虚函数。

class base {
    virtual int get() ;
};
int base::get(){ ... }

virtual 关键字只用在类定义里的函数声明中，写函数体时不用。

2、多态的表现形式

（1）派生类的指针可以赋给基类指针。

（2）通过基类指针调用基类和派生类中的同名虚函数时:

若该指针指向一个基类的对象，那么被调用是基类的虚函数；
若该指针指向一个派生类的对象，那么被调用的是派生类的虚函数。

这种机制就叫做“多态”。

class CBase {
    public:
        virtual void SomeVirtualFunction() { }
};
class CDerived:public CBase {
    public :
        virtual void SomeVirtualFunction() { }
};
int main() {
    CDerived ODerived;
    CBase * p = & ODerived;
    p -> SomeVirtualFunction(); //调用哪个虚函数取决于p指向哪种类型的对象
    return 0;
}

（3）派生类的对象可以赋给基类引用
（4）通过基类引用调用基类和派生类中的同名虚函数时:

若该引用引用的是一个基类的对象，那么被调用是基类的虚函数；
若该引用引用的是一个派生类的对象，那么被调用的是派生类的虚函数。

这种机制也叫做“多态”。

class CBase {
    public:
        virtual void SomeVirtualFunction() { }
};
class CDerived:public CBase {
    public :
        virtual void SomeVirtualFunction() { }
};
int main() {
    CDerived ODerived;
    CBase & r = ODerived;
    r.SomeVirtualFunction(); //调用哪个虚函数取决于r引用哪种类型的对象
    return 0;
}

（5）用基类指针数组存放指向各种派生类对象的指针，然后遍历该数组，就能对各个派生类对象做各种操作，是很常用的做法

3、构造函数和析构函数中调用虚函数

在构造函数和析构函数中调用虚函数，不是多态。编译时即可确定，调用的函数是自己的类或基类中定义的函数，不会等到运行时才决定调用自己的还是派生类的函数。

注：派生类中和基类中虚函数同名同参数表的函数，不加virtual 也自动成为虚函数

4、多态的实现原理

多态实现的关键 --- 虚函数表：每一个有虚函数的类（或有虚函数的类的派生类）都有一个虚函数表，该类的任何对象中都放着虚函数表的指针。虚函数表中列出了该类的虚函数地址。多出来的4个字节就是用来放虚函数表的地址的，64 位程序指针为8 字节。

5、虚析构函数

（1）通过基类的指针删除派生类对象时，通常情况下只调用基类的析构函数，但是，删除一个派生类的对象时，应该先调用派生类的析构函数，然后调用基类的析构函数。

解决办法：把基类的析构函数声明为virtual

派生类的析构函数可以virtual不进行声明

（2）通过基类的指针删除派生类对象时，首先调用派生类的析构函数，然后调用基类的析构函数

（3）一般来说，一个类如果定义了虚函数，则应该将析构函数也定义成虚函数。或者，一个类打算作为基类使用，也应该将析构函数定义成虚函数。

注：不允许以虚函数作为构造函数

class son{
    public:
        virtual ~son() {cout<<"bye from son"<<endl;};
};
class grandson:public son{
    public:
        ~grandson(){cout<<"bye from grandson"<<endl;};
};
int main() {
    son *pson;
    pson= new grandson();
    delete pson;
    return 0;
}
//输出： 
bye from grandson
bye from son

6、纯虚函数和抽象类

（1）纯虚函数：没有函数体的虚函数

class A {
    private: int a;
    public:
        virtual void Print( ) = 0 ; // 纯虚函数
        void fun() { cout << "fun"; }
};

（2）包含纯虚函数的类叫抽象类

抽象类只能作为基类来派生新类使用，不能创建独立的抽象类的对象
抽象类的指针和引用可以指向由抽象类派生出来的类的对象

A a ;         // 错，A 是抽象类，不能创建对象
A * pa ;      // ok,可以定义抽象类的指针和引用
pa = new A ;  //错误, A 是抽象类，不能创建对象

（3）在抽象类的成员函数内可以调用纯虚函数，但是在构造函数或析构函数内部不能调用纯虚函数。

class A {
    public:
        virtual void f() = 0;           //纯虚函数
        void g( ) {  this->f( ) ; }     //ok     
        A( ){ //f( ); }                 //错误
};
class B:public A{
    public:
        void f(){cout<<"B:f()"<<endl; }
};
int main(){
    B b;                              //输出：
    b.g();                                  B:f()
    return 0;
}

（4）如果一个类从抽象类派生而来，那么当且仅当它实现了基类中的所有纯虚函数，它才能成为非抽象类。

C++笔记——虚函数与多态

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