理解C++虚函数
title: 理解C++虚函数
date: 2018-11-11 15:31:26
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- 概念
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1、简单介绍
C++虚函数是定义在基类中的函数，子类必须对其进行覆盖。在类中声明（无函数体的形式叫做声明）虚函数的格式如下：
virtual void display();
2、虚函数的作用
虚函数有两大作用：
（1）定义子类对象，并调用对象中未被子类覆盖的基类函数A。同时在该函数A中，又调用了已被子类覆盖的基类函数B。那此时将会调用基类中的函数B，可我们本应该调用的是子类中的覆盖函数B。虚函数即能解决这个问题。
- 以下是没有使用虚函数的例子：
#include<iostream>
using namespace std;
class Father //基类 Father
{
public:
void display() {cout<<"Father::display()\n";}
//在函数中调用了，子类覆盖基类的函数display()
void fatherShowDisplay() {display();}
};
class Son:public Father //子类Son
{
public:
//重写基类中的display()函数
void display() {cout<<"Son::display()\n";}
};
int main()
{
Son son; //子类对象
son.fatherShowDisplay(); //通过基类中未被覆盖的函数，想调用子类中覆盖的display函数
}
该例子的运行结果是： Father::display()
- 以下是使用虚函数的例子：
#include<iostream>
using namespace std;
class Father //基类 Father
{
public:
virtual void display() {cout<<"Father::display()\n";}
//在函数中调用了，子类覆盖基类的函数display()
void fatherShowDisplay() {display();}
};
class Son:public Father //子类Son
{
public:
//重写基类中的display()函数
void display() {cout<<"Son::display()\n";}
};
int main()
{
Son son; //子类对象
son.fatherShowDisplay(); //通过基类中未被覆盖的函数，想调用子类中覆盖的display函数
}
该例子的运行结果是： Son::display()
（2）在使用指向子类对象的基类指针，并调用子类中的覆盖函数时，如果该函数不是虚函数，那么将调用基类中的该函数；如果该函数是虚函数，则会调用子类中的该函数。
- 以下是没有使用虚函数的例子：
#include<iostream>
using namespace std;
class Father //基类 Father
{
public:
void display()
{cout<<"Father::display()\n";}
};
class Son:public Father //子类Son
{
public:
void display() //覆盖基类中的display函数
{cout<<"Son::display()\n";}
};
int main()
{
Father *fp; //定义基类指针
Son son; //子类对象
fp=&son; //使基类指针指向子类对象
fp->display(); //通过基类指针想调用子类中覆盖的display函数
}
该例子的运行结果是： Father::display()
结果说明，通过指向子类对象的基类指针调用子类中的覆盖函数是不能实现的，因此虚函数应运而生。
- 以下是使用虚函数的例子：
#include<iostream>
using namespace std;
class Father //基类 Father
{
public:
void virtual display() //定义了虚函数
{cout<<"Father::display()\n";}
};
class Son:public Father //子类Son
{
public:
void display() //覆盖基类中的display函数
{cout<<"Son::display()\n";}
};
int main()
{
Father *fp; //定义基类指针
Son son; //子类对象
fp=&son; //使基类指针指向子类对象
fp->display(); //通过基类指针想调用子类中覆盖的display函数
}
该例子的运行结果是： Son::display()
3、虚函数的实际意义
或许，很多小伙伴都会有这样一个疑问：如果想调用子类中的覆盖函数，直接通过子类对象，或者指向子类对象的子类指针来调用，不就没这个烦恼了吗？要虚函数还有什么用呢？
其实不然，虚函数的实际意义非常之大。比如在实际开发过程中，会用到别人封装好的框架和类库，我们可以通过继承其中的类，并覆盖基类中的函数，来实现自定义的功能。
但是，有些函数是需要框架来调用，并且API需要传入基类指针类型的参数。而使用虚函数就可以，将指向子类对象的基类指针来作为参数传入API，让API能够通过基类指针，来调用我们自定义的子类函数。这就是多态性的真正体现。
4、浅谈虚函数的原理
动态连编，在运行的时候确定该调用哪个函数。由于子类中存在覆盖函数，相当于该子类对象中有两个函数。那么动态连编也可以解释为，是在定义对象调用构造函数时，将该虚函数与该类绑定在一起。基类指针指向基类对象，那调用的肯定是基类虚函数；指向子类对象，那就调用子类虚函数。因为在定义基类或子类对象时，就将虚函数与该类绑定了。
#include<iostream>
using namespace std;
class Father //基类 Father
{
public:
void virtual display() //定义虚函数
{cout<<"Father::display()\n";}
};
class Son:public Father //子类Son
{
public:
void display() //覆盖基类中的display函数
{cout<<"Son::display()\n";}
};
int main()
{
Father *fp; //定义基类指针
Father father; //基类对象
Son son; //子类对象
fp=&father; //使基类指针指向基类对象
fp->display();
fp=&son; //使基类指针指向子类对象
fp->display();
}
运行结果为：
Father::display()
Son::display()
