淺析C++中的虛函數(shù)
一、定義
定義：在某基類中聲明為 virtual 并在一個(gè)或多個(gè)派生類中被重新定義的成員函數(shù)。
語法：virtual 函數(shù)返回類型函數(shù)名（參數(shù)表） { 函數(shù)體 }
用途：實(shí)現(xiàn)多態(tài)性，通過指向派生類的基類指針，訪問派生類中同名覆蓋成員函數(shù) 虛函數(shù)必須是基類的非靜態(tài)成員函數(shù)，其訪問權(quán)限可以是protected或public。
定義為virtual的函數(shù)是基類期待派生類重新定義的，基類希望派生類繼承的函數(shù)不能定義為虛函數(shù)。
二、作用
虛函數(shù)的作用是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)聯(lián)編，也就是在程序的運(yùn)行階段動(dòng)態(tài)地選擇合適的成員函數(shù)，在定義了虛函數(shù)后，可以在基類的派生類中對(duì)虛函數(shù)重新定義，在派生類中重新定義的函數(shù)應(yīng)與虛函數(shù)具有相同的形參個(gè)數(shù)和形參類型。以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的接口，不同定義過程。如果在派生類中沒有對(duì)虛函數(shù)重新定義，則它繼承其基類的虛函數(shù)。 當(dāng)程序發(fā)現(xiàn)虛函數(shù)名前的關(guān)鍵字virtual后，會(huì)自動(dòng)將其作為動(dòng)態(tài)聯(lián)編處理，即在程序運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)地選擇合適的成員函數(shù)。虛函數(shù)是C++多態(tài)的一種表現(xiàn)。
使用虛函數(shù)，我們可以靈活的進(jìn)行動(dòng)態(tài)綁定，當(dāng)然是以一定的開銷為代價(jià)。如果父類的函數(shù)（方法）根本沒有必要或者無法實(shí)現(xiàn)，完全要依賴子類去實(shí)現(xiàn)的話，可以把此函數(shù)（方法）設(shè)為virtual 函數(shù)名=0 我們把這樣的函數(shù)（方法）稱為純虛函數(shù)如果一個(gè)類包含了純虛函數(shù)，稱此類為抽象類。
我們只需在把基類的成員函數(shù)設(shè)為virtual，其派生類的相應(yīng)的函數(shù)也會(huì)自動(dòng)變?yōu)樘摵瘮?shù)。
三、動(dòng)態(tài)綁定過程
表面點(diǎn)來說，虛函數(shù)是根據(jù)調(diào)用它的指針或引用所指向或綁定的對(duì)象的類型來調(diào)用綁定或指向的類型所定義的虛函數(shù)版本。
由于類中有虛函數(shù)存在，所以編譯器就會(huì)為這個(gè)類插入一段你不知道的數(shù)據(jù)，并為它創(chuàng)建一個(gè)表。那段數(shù)據(jù)叫做vptr指針，指向那個(gè)表。那個(gè)表叫做vtbl，每個(gè)類都有自己的vtbl，vtbl的作用就是保存自定義為virtual的函數(shù)是基類期待派生類重新定義的，基類希望派生類繼承的函數(shù)不能定義為虛函數(shù)己類中虛函數(shù)的地址，我們可以把vtbl形象地看成一個(gè)數(shù)組，這個(gè)數(shù)組的每個(gè)元素存放的就是虛函數(shù)的地址。
調(diào)用虛函數(shù)時(shí)，首先是取出vptr的值，這個(gè)值就是vtbl的地址，再根據(jù)這個(gè)值來到vtbl這里，取出vtbl中相應(yīng)的slot里的值，這個(gè)值就是所在調(diào)用的虛函數(shù)的地址了，最后調(diào)用這個(gè)函數(shù)?，F(xiàn)在我們可以看出來了，只要vptr不同，指向的vtbl就不同，而不同的vtbl里裝著對(duì)應(yīng)類的虛函數(shù)地址，所以這樣虛函數(shù)就可以完成它的任務(wù)。
四、純虛函數(shù)
在基類中不能對(duì)虛函數(shù)給出有意義的實(shí)現(xiàn)，而把它聲明為純虛函數(shù)，它的實(shí)現(xiàn)留給該基類的派生類去做。這就是純虛函數(shù)的作用。
純虛函數(shù)可以讓類先具有一個(gè)操作名稱，而沒有操作內(nèi)容，讓派生類在繼承時(shí)再去具體地給出定義。凡是含有純虛函數(shù)的類叫做抽象類。這種類不能聲明對(duì)象，只是作為基類為派生類服務(wù)。除非在派生類中完全實(shí)現(xiàn)基類中所有的的純虛函數(shù)，否則，派生類也變成了抽象類，不能實(shí)例化對(duì)象。在函數(shù)形參后面寫上＝0以指定純虛函數(shù)。
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