C++ 虚函数

一、虚方法
    C++不将允许CDog对象继承了基类的属性(数据)和功能(方法)，然而C++还扩展了其多态性。也就是，允许将派生类对象赋值给指向基类的指针。
    CAnimal *panimal=new CDlog;
    然后可以通过这个指针来调用CAnimal类的任何方法。虚函数就可以做到这点。

   #include <iostream>#include <string>using namespace std;class CAnimal{ public: CAnimal(){cout<< "animal constructor" <<endl;} virtual ~CAnimal(){cout<< "animal destructor" <<endl;} virtual void speek() const{cout<< "animal speek" <<endl;} void move () const {cout<< "animal move one tesp" <<endl;}};class CDog:public CAnimal{ public: CDog(){ cout<< "dog constructor" <<endl;} virtual ~CDog(){cout<< "dog destructor" <<endl;} virtual void speek() const {cout<< "dog speek" <<endl;} void move () const {cout<< "dog move one tesp" <<endl;}};int main(){ CAnimal *pDog = new CDog; pDog->speek(); pDog->move(); delete pDog; return 0;}

    [root@local~ work]# ./a.out
    animal constructor
    dog constructor
    dog speek
    animal move one tesp
    dog destructor
    animal destructor

二、虚函数工作原理
    创建派生对象时，首先调用基类的构造函数，然后调用派生类的构造函数。下图说明了CDog对象被创建后的情景，注意CAnimal部分和CDog部分在内存中是相邻的。

在类创建虚方法后，这个类必须被跟踪虚方法。很多编译器创建了虚函数表。每个类都有一个虚函数表，每个类对象都有一个执行虚函数表的指针(vptr或v-pointer)。每个对象的vptr都指向v-talbe；而对于每个虚方法，v-table都包含一个指向它的指针。创建CDog的CAnimal部分时，vptr被初始化指向v-table的正确部分。如下图

当CDog的构造函数被调用时，添加对象的CDog部分，并调整vptr指针使其指向CDog类中覆盖的虚方法。如下图

 

 

 

使用CAnimal指针时，vptr将根据CAnimal指针指向的对象的实际类型指向正确的函数，这样调用函数speak时，将调用正确的函数。
三、通过基类指针访问派生类的方法
    如果只有派生类有该方法，基类没有对应的虚方法，则不能通过CAnimal指针来访问该方法。不过可以将CAnimal指针强制转为CDog指针，但是CAnimal不是一个CDog，这样做将是不安全的。
四、切除
    仅当通过指针或引用进行调用时，才能发挥虚函数的魔力，按值传递对象将不能发挥虚方法的魔力。
五、创建虚析构函数
     当指向派生类对象的指针被删除时将发生什么情况呢？如果析构函数时虚函数，将执行正确的操作：调用派生类的析构函数，派生类的析构函数会自动调用基类的析构函数，因此整个对象将被正确地销毁。   
     经验规则，如果类中任何一个函数都是虚函数，析构函数也应该是虚函数。
六、虚复制构造函数
    构造函数不能是虚函数，因此从技术上，不存在虚复制构造函数。然而有时候程序非常需要通过传递一个指向基类对象的指针，创建一个派生类对象的副本。一个常见的解决方法是，在基类创建一个clone方法，并将其设置为虚方法。clone方法创建当前类对象一个副本，并返回该副本。
    由于每个派生类都覆盖了clone方法，因此他将创建派生类对象的一个副本。

#include <iostream>#include <string>using namespace std;class CAnimal{ public: CAnimal(){cout<< "animal constructor" <<endl;} CAnimal(const CAnimal & ranimal){cout<< "animal copy constructor" <<endl;} virtual ~CAnimal(){cout<< "animal destructor" <<endl;} virtual void speek() const{cout<< "animal speek" <<endl;} virtual CAnimal* clone () {return new CAnimal(*this);}};class CDog:public CAnimal{ public: CDog(){ cout<< "dog constructor" <<endl;} CDog(const CDog & rdog){cout<< "dog copy constructor" <<endl;} virtual ~CDog(){cout<< "dog destructor" <<endl;} virtual void speek() const {cout<< "dog speek" <<endl;} void move() const {cout<< "dog move one step" <<endl;} virtual CAnimal* clone () {return new CDog(*this);}};int main(){ CAnimal *pDog = new CDog; pDog->speek(); CAnimal *p = pDog->clone(); p->speek(); delete pDog; delete p; return 0;}

 

    [root@local~ work]# ./a.out          
    animal constructor
    dog constructor
    dog speek
    animal constructor
    dog copy constructor
    dog speek
    dog destructor
    animal destructor
    dog destructor
    animal destructor

七、使用虚方法的代价
     由于包含虚方法的类必须维护一个v-table，因此使用虚方法会带来一些开销。