C++基础之虚函数（十七）

一.什么是多态

多态是在有继承关系的类中，调用同一个指令（函数），不同对象会有不同行为。

二.什么是虚函数

概念：首先虚函数是存在于类的成员函数中，通过virtual关键字修饰的成员函数叫虚函数。

性质：如果在基类中定义类的虚函数，那么在派生类中该函数被继承下来仍是虚函数，即使派生类中没有加virtual

重写（覆盖）：派生类要保证该虚函数的名字，返回类型，参数列表都要相同。在发生重写时除了虚函数的函数体之外其他的都是在编译的时候确定的。

三.虚函数的实现机制

当基类定义了虚函数，在该类创建对象时就会在对象的存储布局的前面，新增一个虚函数指针，该指针指向虚函数表（简称虚表），在虚表中存有虚函数的入口地址。当派生类继承基类的时候，会吸收基类的成员函数（包括虚函数），那么派生类中也会有虚函数，在派生类创建对象时，也会在派生类对象的存储布局前面新增一个虚函数指针，该指针也会指向派生类自己的虚函数表，该表存有派生类虚函数的入口地址。如果派生类重写了从基类吸收的虚函数，那么就会用派生类自己的虚函数的入口地址覆盖从基类吸收过来的虚函数入口地址。

四.虚函数机制被激活的条件

1. 基类定义虚函数
2. 派生类重写该虚函数
3. 创建派生类对象
4. 基类指针指向（基类引用绑定）派生类对象
5. 使用基类指针或引用调用派生类虚函数

#include <iostream>using std::endl;
using std::cout;class Base
{
private:int _ix;
public:Base(int x=0):_ix(x){cout<<"Base(int x=0)"<<endl;}~Base(){cout<<"~Base()"<<endl;}virtualvoid print()const{cout<<"Base::_ix = "<<_ix<<endl;}
};class Derived
:public Base
{
private:int _iy;
public:Derived(int x=0,int y=0):Base(x),_iy(y){cout<<"Derived(int x=0,int y=0)"<<endl;}~Derived(){cout<<"~Derived()"<<endl;}void print()const{cout<<"Derived::_iy = "<<_iy<<endl;}};
void func(Base* base)
{base->print();
}
void test()
{Base base(3);Derived derived(33,44);func(&base);func((Base*)&derived);func(&derived);  
}
int main()
{test();return 0;
}

 

如果不加虚函数会是什么样呢？

五.哪些函数不能设置虚函数

1. 普通函数：包括自由函数和全局函数，虚函数必须是成员函数，而普通函数是非成员函数。
2. 内联成员函数：内联成员函数进行函数替换是发生在编译的时候，而虚函数要实现多态要发生在运行的时候；如果将内联函数设置成虚函数就会失去内联的意义。
3. 静态成员函数：静态成员函数发生在编译的时候，而虚函数要体现多态发生在运行的时候，静态成员函数是共享的，被该类所有对象共享没有this指针。
4. 友元函数：如果友元函数本身是一个普通函数，那么友元函数不能被设置成虚函数。如果友元函数本身是另外一个类的成员函数，是可以被设置成虚函数的但友元关系不能被继承。
5. 构造函数：构造函数不能被继承，但是虚函数可以被继承。

六.纯虚函数

定义形式：

virtual <返回类型> 函数名（参数列表）=0;

其中在类中声明纯虚函数，该类被称作抽象类不能创建对象只提供接口作用。纯虚函数的实现放在派生类中，如果派生类没有把基类的纯虚函数全部都实现，那么派生类也是抽象类同样不能创建对象。虽然不可以创建对象，但是抽象类可以创建抽象类的指针，因为指针相当于地址在64位系统中无论什么指针大小都是8个字节，只不过指针的指向数据的跨度不同，但是创建指针是可以的。

其中override表示重写基类的成员函数，如果没有重写就会报错。

#include <iostream>
using std::endl;
using std::cout;class Base
{
public:virtual void print() const =0;
};class Derived
:public Base
{void print() const override{cout<<"Derived::print()const"<<endl;}
};void test()
{//Base base;    errorDerived derived;Base* pbase;pbase=&derived;pbase->print();
}
int main()
{test();return 0;
}