C++中virtual（虚函数）的用法

来源：互联网发布：淘宝直播如何开通编辑：程序博客网时间：2024/05/16 12:33

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在面向对象的C++语言中，虚函数（virtual function）是一个非常重要的概念。因为它充分体现了面向对象思想中的继承和多态性这两大特性，在C++语言里应用极广。比如在微软的MFC类库中，你会发现很多函数都有virtual关键字，也就是说，它们都是虚函数。难怪有人甚至称虚函数是C++语言的精髓。

        那么，什么是虚函数呢，我们先来看看微软的解释：

        虚函数是指一个类中你希望重载的成员函数，当你用一个基类指针或引用指向一个继承类对象的时候，你调用一个虚函数，实际调用的是继承类的版本。
                                                               ——摘自MSDN

        这个定义说得不是很明白。MSDN中还给出了一个例子，但是它的例子也并不能很好的说明问题。我们自己编写这样一个例子：

[cpp] view plain copy

#include "stdio.h"
#include "conio.h"
class Parent
{
public:
char data[20];
void Function1();
virtual void Function2(); // 这里声明Function2是虚函数
}parent;
void Parent::Function1()
{
printf("This is parent,function1\n");
}
void Parent::Function2()
{
printf("This is parent,function2\n");
}
class Child:public Parent
{
void Function1();
void Function2();
} child;
void Child::Function1()
{
printf("This is child,function1\n");
}
void Child::Function2()
{
printf("This is child,function2\n");
}
int main(int argc, char* argv[])
{
Parent *p; // 定义一个基类指针
if(_getch()=='c') // 如果输入一个小写字母c
p=&child; // 指向继承类对象
else
p=&parent; // 否则指向基类对象
p->Function1(); // 这里在编译时会直接给出Parent::Function1()的入口地址。
p->Function2(); // 注意这里，执行的是哪一个Function2？
return 0;
}

用任意版本的Visual C++或Borland C++编译并运行，输入一个小写字母c，得到下面的结果：This is parent,function1This is child,function2      为什么会有第一行的结果呢？因为我们是用一个Parent类的指针调用函数Fuction1()，虽然实际上这个指针指向的是Child类的对象，但编译器无法知道这一事实（直到运行的时候，程序才可以根据用户的输入判断出指针指向的对象），它只能按照调用Parent类的函数来理解并编译，所以我们看到了第一行的结果。        那么第二行的结果又是怎么回事呢？我们注意到，Function2()函数在基类中被virtual关键字修饰，也就是说，它是一个虚函数。虚函数最关键的特点是“动态联编”，它可以在运行时判断指针指向的对象，并自动调用相应的函数。

如果我们在运行上面的程序时任意输入一个非c的字符，结果如下：This is parent,function1This is parent,function2        请注意看第二行，它的结果出现了变化。程序中仅仅调用了一个Function2()函数，却可以根据用户的输入自动决定到底调用基类中的Function2还是继承类中的Function2，这就是虚函数的作用。我们知道，在MFC中，很多类都是需要你继承的，它们的成员函数很多都要重载，比如编写MFC应用程序最常用的CView::OnDraw(CDC*)函数，就必须重载使用。把它定义为虚函数（实际上，在MFC中OnDraw不仅是虚函数，还是纯虚函数），可以保证时刻调用的是用户自己编写的OnDraw。虚函数的重要用途在这里可见一斑。

PS:一定要注意“静态联翩 ”和“ 动态联编 ”的区别，对于我来说，若没有在VC6.0中亲自去测试，凭自己的感觉，当在键盘中输入“c”时，我会觉得由于有

[cpp] view plain copy

p=&child;

[cpp] view plain copy

这一句代码，我会认为结果都是

[cpp] view plain copy

This is child,function1

[cpp] view plain copy

This is child,function2

但实际结果却是

[cpp] view plain copy

This is parent,function1

[cpp] view plain copy

This is child，function2

因为虽然实际上这个指针指向的是Child类的对象，但编译器无法知道这一事实，它只能按照调用Parent类的函数来理解并编译，所以我们看到了第一行的结果。

第二行中调用了子类的function2，完全是因为virtual 的功能，virtual实现了动态联编，它可以在运行时判断指针指向的对象，并自动调用相应的函数。
当然，如果执行的是[cpp] view plain copy 
p=&parent;    
[cpp] view plain copy 
这一句，该指针很明显的是指向父类，那么肯定调用的是父类的方法 



虚函数与纯虚函数
1.虚函数
类Base中加了Virtual关键字的函数就是虚拟函数（例如函数print），于是在Base的派生类Derived中就可以通过重写虚拟函数来实现对基类虚拟函数的覆盖。当基类Base的指针point指向派生类Derived的对象时，对point的print函数的调用实际上是调用了Derived的print函数而不是Base的print函数。这是面向对象中的多态性的体现 
基类的函数调用如果有virtual则根据多态性调用派生类的，如果没有virtual则是正常的静态函数调用，还是调用基类的。
class Base{public:Base(){}public:       virtual void print(){cout<<"Base";}}; class Derived:public Base{public:Derived(){}public:       void print(){cout<<"Derived";}}; int main(){       Base *point=new Derived();       point->print();} 
Output：Derived
2.纯虚函数：
C++语言为我们提供了一种语法结构，通过它可以指明，一个虚拟函数只是提供了一个可被子类型改写的接口。但是，它本身并不能通过虚拟机制被调用。这就是纯虚拟函数（purevirtual function）。 纯虚拟函数的声明如下所示：
class Query {
public:
// 声明纯虚拟函数
virtual ostream& print( ostream&=cout ) const = 0;
// ...
};
这里函数声明后面紧跟赋值0。
包含一个或多个纯虚拟函数的类被编译器识别为抽象基类。抽象基类不能被实例化，一般用于继承。

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