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。