虚函数

虚函数的定义

1. 虚函数的定义 虚函数用来表现基类和派生类的成员函数之间的一种关系. 虚函数的定义在基类中进行,在需要定义为虚函数的成员函数的声明前冠以关键字 virtual. 基类中的某个成员函数被声明为虚函数后,此虚函数就可以在一个或多个派生类中被重新定义. 在派生类中重新定义时,其函数原型,包括返回类型,函数名,参数个数,参数类型及参数的先后顺序,都必须与基类中的原型完全相同. 虚函数是重载的一种表现形式,是一种动态的重载方式. 2. 为什么使用虚函数 #include class CBase{ public: void who( ) }; class CDerive1 : public CBase{ public: void who( ) }; class CDerive2 : public CBase{ public: void who( ) {cout< who( ); p = &obj2; p -> who( ); p = &obj3; p -> who( ); obj2.who( ); obj3.who( ); return 1; } 运行结果: this is the base class! this is the base class! this is the base class! this is the derive1 class! this is the derive2 class! 通过对象指针进行的普通成员函数调用,仅仅与指针的类型有关,而与此刻正指向什么对象无关.要想实现当指针指向不同对象时执行不同的操作,就必须将基类相应中的成员函数定义为虚函数. 3. 虚函数与重载函数的关系 一般的重载函数,函数的返回类型及所带的参数必须至少有一样不完全相同,只需函数名相同即可. 基类中定义的虚函数在派生类中重新定义时,其函数原型,包括返回类型,函数名,参数个数,参数类型及参数的先后顺序,都必须与基类中的原型完全相同. 重载虚函数时,若与基类中的函数原型出现不同,系统将根据不同情况分别处理: (1)仅仅返回类型不同,其余相同,系统会当作出错处理; (2)函数原型不同,仅仅函数名相同,系统会认为是一般的函数重载,将丢失虚特性. 3.3.4 虚基类 #include class x{ protected: int a; public: void f ( ) ; }; class x1 : public x { public: x1( ); class x2 : public x { public: x2( ); class y : public x1, public x2{ public: y( ); main( ) { y obj; //error obj . f ( ) ; //error return ; } 二义性错误 非虚基类的类层次 虚基类的类层次 当在多条继承路径上有一个公共的基类,在这些路径中的某几条汇合处,这个公共的基类就会产生多个实例(或多个副本),若只想保存这个基类的一个实例,可以将这个公共基类说明为虚基类. class x1 : virtual public x { // … … }; class x2 : virtual public x { // … … }; 虚基类的初始化 虚基类的初始化与一般多继承的初始化在语法上是一样的,但构造函数的调用次序不同. 派生类构造函数的调用次序有三个原则: (1) 虚基类的构造函数在非虚基类之前调用; (2) 若同一层次中包含多个虚基类,这些虚基类的构造函数按它们说明的次序调用; (3) 若虚基类由非虚基类派生而来,则仍先调用基类构造函数,再调用派生类的构造函数. 纯虚函数 仅仅用来为要从基类中派生的函数占据一个位置。 纯虚函数在基类中没有定义，它们被初始化为0。 任何用纯虚函数派生的类，都要自己提供该函数的具体实现。 定义纯虚函数 virtual void myMethod(void) = 0;

什么是虚函数？

虚函数必须是基类的非静态成员函数，其访问权限可以是protected或public，在基类的类定义中定义虚函数的一般形式：　　virtual 函数返回值类型 虚函数名（形参表）　　{ 函数体 }　虚函数的作用是实现动态联编，也就是在程序的运行阶段动态地选择合适的成员函数，在定义了虚函数后，可以在基类的派生类中对虚函数重新定义，在派生类中重新定义的函数应与虚函数具有相同的形参个数和形参类型。以实现统一的接口，不同定义过程。如果在派生类中没有对虚函数重新定义，则它继承其基类的虚函数。　　当程序发现虚函数名前的关键字virtual后，会自动将其作为动态联编处理，即在程序运行时动态地选择合适的成员函数。　　（[2010.10.28] 注：下行语义容易使人产生理解上的偏差，实际效果应为：　　如存在：Base -> Derive1 -> Derive2 及它们所拥有的虚函数func()　　则在访问派生类Derive1的实例时，使用其基类Base及本身类型Derive1，或被静态转换的后续派生类Derive2的指针或引用，均可访问到Derive1所实现的func()。）　　动态联编规定，只能通过指向基类的指针或基类对象的引用来调用虚函数，其格式：　　指向基类的指针变量名->虚函数名（实参表）　　或 基类对象的引用名. 虚函数名（实参表）　　虚函数是C++多态的一种表现　　例如：子类继承了父类的一个函数（方法），而我们把父类的指针指向子类，则必须把父类的该函数（方法）设为virtual（虚函数)。　　使用虚函数，我们可以灵活的进行动态绑定，当然是以一定的开销为代价。 如果父类的函数（方法）根本没有必要或者无法实现，完全要依赖子类去实现的话，可以把此函数（方法）设为virtual 函数名=0 我们把这样的函数（方法）称为纯虚函数。　　如果一个类包含了纯虚函数，称此类为抽象类 。虚函数的实例　　#include　　class Cshape　　{ public: void SetColor( int color) { m_nColor=color;}　　void virtual Display( void) { cout<<"Cshape"<<endl; }　　private:　　int m_nColor;　　};　　class Crectangle: public Cshape　　{　　public:　　void virtual Display( void) { cout<<"Crectangle"<<endl; }　　};　　class Ctriangle: public Cshape　　{　　void virtual Display( void) { cout<<"Ctriangle"<<endl; }　　};　　class Cellipse :public Cshape　　{　　public: void virtual Display(void) { cout<<"Cellipse"<<endl;}　　};　　void main()　　{　　Cshape obShape;　　Cellipse obEllipse;　　Ctriangle obTriangle;　　Crectangle obRectangle;　　Cshape * pShape[4]=　　{ &obShape, &obEllipse,&obTriangle, & obRectangle };　　for( int I= 0; I< 4; I++)　　pShape[I]->Display( );　　}　　本程序运行结果：　　Cshape　　Cellipse　　Ctriangle　　Crectangle条件　　所以，从以上程序分析，实现动态联编需要三个条件：　　1、 必须把动态联编的行为定义为类的虚函数。　　2、 类之间存在子类型关系，一般表现为一个类从另一个类公有派生而来。　　3、 必须先使用基类指针指向子类型的对象，然后直接或者间接使用基类指针调用虚函数。