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C++虚函数详解

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虚函数对于多态具有决定性的作用,有虚函数才能构成多态,这节我们来重点说一下虚函数的注意事项。


1) 只需要在虚函数的声明处加上 virtual 关键字,函数定义处可以加也可以不加。


2) 为了方便,你可以只将基类中的函数声明为虚函数,这样所有派生类中具有遮蔽(覆盖)关系的同名函数都将自动成为虚函数。


3) 当在基类中定义了虚函数时,如果派生类没有定义新的函数来遮蔽此函数,那么将使用基类的虚函数。


4) 只有派生类的虚函数遮蔽基类的虚函数(函数原型相同)才能构成多态(通过基类指针访问派生类函数)。例如基类虚函数的原型为virtual void func();,派生类虚函数的原型为virtual void func(int);,那么当基类指针 p 指向派生类对象时,语句p -> func(100);将会出错,而语句p -> func();将调用基类的函数。


5) 构造函数不能是虚函数。对于基类的构造函数,它仅仅是在派生类构造函数中被调用,这种机制不同于继承。也就是说,派生类不继承基类的构造函数,将构造函数声明为虚函数没有什么意义。


6) 析构函数可以声明为虚函数,而且有时候必须要声明为虚函数,这点我们将在下节中讲解。构成多态的条件站在“学院派”的角度讲,封装、继承和多态是面向对象的三大特征,而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。


下面是构成多态的条件:

必须存在继承关系;继承关系中必须有同名的虚函数,并且它们是遮蔽(覆盖)关系。存在基类的指针,通过该指针调用虚函数。

下面的例子对各种混乱情形进行了演示:

#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遮蔽它。


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。什么时候声明虚函数首先看成员函数所在的类是否会作为基类。然后看成员函数在类的继承后有无可能被更改功能,如果希望更改其功能的,一般应该将它声明为虚函数。如果成员函数在类被继承后功能不需修改,或派生类用不到该函数,则不要把它声明为虚函数。

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