C++虚函数

Posted 2023-03-02 Linux编程学堂

2虚函数

2.1 虚函数的作用

我们已经知道，在同一类中是不能定义两个名字相同，参数个数和类型都相同的函数的，否则，就是“重复定义”。但是，在类的继承层次结构中，在不同的层次中可以出现名字相同，参数个数和类型都相同，而功能不同的函数。

此时，应该怎么样解决“同名函数定义”的冲突问题？

C++中的虚函数就是用来解决这个问题的。虚函数的作用是允许在派生类中重新定义与基类同名的函数，并且可以通过基类指针或引用来访问基类和派生类中的同名函数。虚函数的声明格式如下：

virtual 函数返回值类型 函数名(参数列表);

在函数的声明中，在函数返回值类型之前，添加virtual 关键字，就可以定义该函数是一个虚函数。

如下是一个测试例子。

程序运行结果如下：

可以看到，定义了基类animal，派生类dog, cat 都是从基类animal继承而来。在基类animal中定义了一个run()函数，声明为虚函数。

同时，在派生类dog, cat 中也定义了同名的run()函数。

那么，在main()函数中，操作如下：

(1) 定义一个animal类型的指针对象pa；

(2) 定义dog对象，然后，基类指针pa指向dog对象；

(3) 通过基类指针pa访问run()函数。此时，访问的是派生类dog对象中定义的run()函数，而不是基类animal对象中定义的run()函数。

(4) 通过基类指针pa访问sleep()函数，此时，由于sleep()函数没有生命为虚函数，那么，访问的是dog对象中基类animal定义的sleep()函数；

(5) 定义cat对象，然后，基类指针pa指向cat对象；

(6) 通过基类指针pa访问run()函数，访问的是派生类cat对象中定义的ruan()函数，而不是基类animal对象中定义的run()函数。

所以，可以看到，通过基类指针pa，可以访问到派生类dog或cat定义的run()函数，前提是run()函数在基类中要声明为“虚函数”。这就是所谓的“动态多态性”。

虚函数的使用方法是：

(1) 在基类用virtual 声明成员函数为虚函数。这样就可以在派生类中重新定义此函数，为它赋予新的功能，并能方便地被调用。在类外定义定义函数的时候，不必再加上virtual关键字。

(2) 在派生类中重新定义此函数，要求函数名，参数个数，参数类型 以及 函数返回类型，都完全与基类的虚函数相同，并根据派生类的需要重新定义函数体。

C++规定：当一个成员函数被声明为虚函数后，其派生类中的同名函数都自动成为虚函数。因此，在派生类重新声明该虚函数的时候，可以加virtual，也可以不加。但习惯上一般在每一层声明函数时都应该加上virtual，使程序更加清晰。

如果在派生类中没有对基类的虚函数重新定义，则派生类简单地继承其直接基类的虚函数。