C#虚函数virtual详解

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在C++、Java等众多OOP语言里都可以看到virtual的身影，而C#作为一个完全面向对象的语言当然也不例外。

虚拟函数从C#的程序编译的角度来看，它和其它一般的函数有什么区别呢？一般函数在编译时就静态地编译到了执行文件中，其相对地址在程序运行期间是不发生变化的，也就是写死了的！而虚函数在编译期间是不被静态编译的，它的相对地址是不确定的，它会根据运行时期对象实例来动态判断要调用的函数，其中那个申明时定义的类叫申明类，那个执行时实例化的类叫实例类。

那么飞禽就是申明类，麻雀是实例类。

用基类指针指向派生类对象时，实现多态性的需要

虚函数和一般函数在重载上有何区别呢？
虚函数主要是多态中使用，在设计模式时，虚函数的作用是显而易见的
虚函数的作用是为了让程序在运行时确定所要调用的函数，它在基类中定义，而在派生类中给出实现

虚函数就是实现一般性功能的一种函数，在基类中定义并且实现，如果在派生类中重载这个函数，那么调用此函数时就会调用派生类中的函数，反之调用基类中默认的虚函数

A a= new A()
A b =new B()
A c= new C()
A d= new D()
A e= new E()

类B 继承 类A
类C 继承 类B
类D 继承 类C
类E 继承 类D

当调用对象的方法时
1.先检查该对象申明的类,是否有该函数,以及该函数的否是virturl 或者override,或者new关键字
2.在检查实例化的类,如果实例化类与申明类相同,就调用该函数,如果不是同一类,那么就检查实例的类是否有实现该函数
如果有重新实现申明类中的方法,那么就调用实例类中的方法,如果没有重新实现申明类的方法,就再继续查找实例类的父类
是否有这个方法,如果有,是否重新实现,如果重新实现,就调用该父类的方法

 

具体的检查的流程如下

1、当调用一个对象的函数时，系统会直接去检查这个对象申明定义的类，即申明类，看所调用的函数是否为虚函数；

2、如果不是虚函数，那么它就直接执行该函数。而如果有virtual关键字，也就是一个虚函数，那么这个时候它就不会立刻执行该函数了，而是转去检查对象的实例类。

3、在这个实例类里，他会检查这个实例类的定义中是否有重新实现该虚函数（通过override关键字），如果是有，那么OK，它就不会再找了，而马上执行该实例类中的这个重新实现的函数。而如果没有的话，系统就会不停地往上找实例类的父类，并对父类重复刚才在实例类里的检查，直到找到第一个重载了该虚函数的父类为止，然后执行该父类里重载后的函数。

知道这点，就可以理解下面代码的运行结果了：

namespace Zhisi.Net
{
    class A
    {
        public virtual void Func() // 注意virtual,表明这是一个虚拟函数
        {
            Console.WriteLine("Func In A");
        }
    }

    class B : A // 注意B是从A类继承,所以A是父类,B是子类
    {
        public override void Func() // 注意override ,表明重新实现了虚函数
        {
            Console.WriteLine("Func In B");
        }
    }

    class C : B // 注意C是从A类继承,所以B是父类,C是子类
    {
    }

    class D : A // 注意B是从A类继承,所以A是父类,D是子类
    {
        public new void Func() // 注意new ，表明覆盖父类里的同名类，而不是重新实现
        {
            Console.WriteLine("Func In B");
        }
    }

    class program
    {
        static void Main()
        {
            A a;         // 定义一个a这个A类的对象.这个A就是a的申明类
            A b;         // 定义一个b这个A类的对象.这个A就是b的申明类
            A c;         // 定义一个c这个A类的对象.这个A就是b的申明类
            A d;         // 定义一个d这个A类的对象.这个A就是b的申明类

            a = new A(); // 实例化a对象,A是a的实例类
            b = new B(); // 实例化b对象,B是b的实例类
            c = new C(); // 实例化b对象,C是b的实例类
            d = new D(); // 实例化b对象,D是b的实例类

            a.Func();    // 执行a.Func：1.先检查申明类A 2.检查到是虚拟方法 3.转去检查实例类A，就为本身 4.执行实例类A中的方法 5.输出结果 Func In A
            b.Func();    // 执行b.Func：1.先检查申明类A 2.检查到是虚拟方法 3.转去检查实例类B，有重载的 4.执行实例类B中的方法 5.输出结果 Func In B
            c.Func();    // 执行c.Func：1.先检查申明类A 2.检查到是虚拟方法 3.转去检查实例类C，无重载的 4.转去检查类C的父类B，有重载的 5.执行父类B中的Func方法 5.输出结果 Func In B
            d.Func();    // 执行d.Func：1.先检查申明类A 2.检查到是虚拟方法 3.转去检查实例类D，无重载的（这个地方要注意了，虽然D里有实现Func()，但没有使用override关键字，所以不会被认为是重载） 4.转去检查类D的父类A，就为本身 5.执行父类A中的Func方法 5.输出结果 Func In A
            D d1 = new D();
            d1.Func(); // 执行D类里的Func()，输出结果 Func In D
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

注意:

如果基类与派生类都有同名且参数相同的方法,但基类没用virturl声明,子类没用override声明,派生类方法就会隐藏基类方法。那么这时基类指针指向派生类对象时,调用的就是申明时类的方法,而不是实例化类的方法