C++教程-C++虚函数

C++虚函数

C++虚函数是在基类中重新定义为派生类中的成员函数。
它使用virtual关键字声明。它用于告诉编译器在函数上执行动态链接或后期绑定。
使用单个指针引用不同类的所有对象是必要的。因此，我们创建指向基类的指针，该指针引用所有派生对象。但是，当基类指针包含派生类对象的地址时，总是执行基类函数。只有使用"virtual"函数才能解决此问题。
"virtual"是在普通函数声明之前的关键字。
当函数被声明为虚函数时，C++根据基类指针指向的对象的类型在运行时确定要调用的函数。

后期绑定或动态链接

后期绑定函数调用在运行时解析。因此，编译器在运行时确定对象的类型，然后绑定函数调用。

虚函数的规则

虚函数必须是某个类的成员。
虚函数不能是静态成员。
它们通过对象指针访问。
它们可以是另一个类的友元。
虚函数必须在基类中定义，即使不使用它。基类和所有派生类的虚函数的原型必须相同。如果两个函数具有相同的名称但具有不同的原型，C++将认为它们是重载的函数。
不能有虚构造函数，但可以有虚析构函数。
考虑当我们不使用虚关键字时的情况。

#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
int x=5;
public:
void display()
{
std::cout << "x的值为：" << x<<std::endl;
}
};
class B: public A
{
int y = 10;
public:
void display()
{
std::cout << "y的值为：" <<y<< std::endl;
}
};
int main()
{
A *a;
B b;
a = &b;
a->display();
return 0;
}

输出：

x的值为：5

在上面的例子中，*a是基类指针。指针只能访问基类成员，而不能访问派生类的成员。尽管C++允许基指针指向从基类派生的任何对象，但它不能直接访问派生类的成员。因此，需要虚函数来允许基指针访问派生类的成员。

C++虚函数示例

让我们看一个在程序中使用C++虚函数调用派生类的简单示例。

#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
virtual void display()
{
cout << "基类被调用"<<endl;
}
};
class B:public A
{
public:
void display()
{
cout << "派生类被调用"<<endl;
}
};
int main()
{
A* a; // 基类指针
B b; // 派生类对象
a = &b;
a->display(); // 发生后期绑定
}

输出：

派生类被调用

纯虚函数

虚函数不用于执行任何任务。它只充当占位符。
当函数没有定义时，这样的函数称为"do-nothing"函数。
这样的"do-nothing"函数称为纯虚函数。纯虚函数是在基类中声明的没有与基类相关的定义的函数。
包含纯虚函数的类不能用于声明自己的对象，这样的类称为抽象基类。
基类的主要目标是为派生类提供特性，并创建用于实现运行时多态性的基指针。

纯虚函数可以定义为：

virtual void display() = 0;

让我们看一个简单的例子：

#include <iostream>
using namespace std;
class Base
{
public:
virtual void show() = 0;
};
class Derived : public Base
{
public:
void show()
{
std::cout << "派生类派生自基类。" << std::endl;
}
};
int main()
{
Base *bptr;
//Base b;
Derived d;
bptr = &d;
bptr->show();
return 0;
}

输出：

派生类派生自基类。

在上面的例子中，基类包含了纯虚函数。因此，基类是一个抽象基类。我们不能创建基类的对象。