C++：多态公有继承中的虚方法

Posted 2021-05-10 赵同学的代码时间

派生类对象可以使用基类的方法，而未作任何修改，但是，某些情况下，我们会希望同一个方法在派生类中和基类中具有不同的功能，即，方法的行为应该取决于调用方法的对象，我们把这种较复杂的行为称为多态（顾名思义，具有多种形态）。

在C++中提供了两种机制可用于多态公有继承：

a. 在派生类中，重新定义基类方法

b. 使用虚方法

本文着重介绍方法b，使用虚方法实现多态公有继承。

虚 —— virtual

定义虚方法的关键字为virtual，在被定义成员函数的最前（返回类型前）加上该关键字，该方法则被定义为虚方法。请注意，虚方法与纯虚函数是不同的两个概念。

如果方法是通过引用或指针而不是对象进行调用，是否为虚方法将使得C++选择调用功能时发生差异。

如果没有使用虚函数标记virtual，程序将根据引用类型或指针的定义类型，选择调用方法，如果使用了虚函数标记virtual，程序将根据引用类型或指针指向的真实类型，选择调用方法。

Classname1 dom;Classname2 dot;//Classname2 由 Classname1 派生 且 存在虚方法show();
//由于存在虚方法，c1，c2按照指向类型去调用Classname1 & c1 = dom;Classname1 & c2 = dot;c1.show();// 调用 dom 类型的show();c2.show();// 调用 dot 类型的show();
//倘若不存在虚方法,将按照c1，c2的定义类型去调用c1.show();// 调用 Classname1 类型的show();c2.show();// 调用 Classname1 类型的show();

在基类中已经声明为虚方法，派生类中无论是否声明为虚方法，程序均会判定为虚方法，但为了便于阅读，建议都加上虚方法关键字virtual。

在基类中未定义为虚方法，在派生类中重新定义为虚方法，使用指向派生类的指针去调用该函数，程序并不会将其判定为虚成员函数。

总结 ： 虚方法的声明是 向下兼容但向上不兼容的。

来自CSDN的测试实例：

以a指针类型指向派生类b时，调用M成员函数，由于A中M非虚方法，虽然B中声明M为虚方法，但程序还是调用了指针定义类型的成员函数，即基类中的方法M，说明，B中的声明对于该问题时是无效的。但如果以B作为基类，我们可以发现，无论M还是P成员函数，都被程序识别为虚方法，调用了指针指向的真实类型的成员函数。

虚析构函数

当理解了上述虚方法的实现特性后，我们便能更好的理解虚析构函数的必要性，倘若基类未定义一个虚析构函数，那么，我们使用指针或引用方法调用析构函数时，只会去调用指针定义类型的析构函数，倘如析构函数还需执行其他的功能，派生类中的析构函数就会被忽略，可能在实际调用中产生错误，因此，使用虚析构函数，是相当必要的，即使该虚构函数不需要执行任何操作。

有关虚函数的其他注意事项

关于虚函数的实现，静态动态联编，虚函数表等问题，将以后再谈，这里，再提示几个有关虚函数是其他注意事项。

• 要在派生类中重新定义基类的方法，则将它设置为虚方法，否则设置为非虚方法，这是由于静态联编和动态联编在效率上的考量；

• 在基类方法的声明中使用关键字virtual可以使该方法在基类及所有派生类（包括派生类派生类）都是虚方法；

• 如果使用指向对象的引用或指针来调用虚方法，程序将依照虚方法规则选择调用的方法，这称为动态联编，这使得基类指针或引用可以指向派生类对象；

• 如果定义的类将被用作基类，则应将那些要在派生类中重新定义的类方法声明为虚的。