虚函数

Posted 2020-08-16 嘀嘀嘎嘎唔

c++为了与c语言能够兼容，做出了很大的牺牲，包括保留了struct关键字，还有编译期间添加了好多隐藏的代码。但是虚函数却不能与c语言实现兼容。而且有了虚函数，类的数据对象布局都发生了巨大的变化。这些暂时不说，还是回到上面的问题吧！我们都知道函数可以分为三种，一种是类的成员函数（member function），又可分为非静态成员函数（non-static member function），以及静态成员函数（static member function），而还有一种非类的成员函数（non-member function）。在类的非静态成员函数中又可以分为普通的函数以及虚函数。根据这种函数的分类，就知道了函数绝对是不能同时为虚函数以及静态成员函数的。对虚函数还可以继续细分，一是纯虚函数，一种就是普通的虚函数。纯虚函数必须在普通的虚函数基础上加上“=0”，同时普通的虚函数必须要有函数的实现。而纯虚函数默认情况是只有定义，而无需实现的，即只是定义一个接口（当然也可以实现，这时实现认为是默认的一种状态显示），同时包含了纯虚函数的类表明该类时一个抽象类，不能定义该类的对象，也就是说该类被定义成基类，是要被继承的，通过继承类来完成基类对象的生成。最后，强调一下，虚函数必须有一个关键字来修饰：virtual ，同时不能有static修饰。

虚函数的作用？我们知道面向对象语言的意义是让程序用一种符合人的思维来运行，而虚函数在c++面向对象语言的实现中起着举足轻重的作用。简而言之，虚函数的作用就是实现“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。具体的实现方式是：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。编译器在编译过程中发现类的函数名前的关键字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，具体的实现机制下篇再讲。

这里提前说一下，类的静态成员函数与非类的成员函数对于类对象来说，访问函数的效率相当，都是在编译器确定，而虚函数需要在运行期确定，所以效率较低（符合上帝是公平的规律吧）。虚函数的使用？正确的使用虚函数是一个比较简单的问题。要实现动态联编，即只能用一个基类的指针或者引用来指向派生类对象，为什么必须要这样，见后面的虚函数实现机制。而把派生类对象赋值或者拷贝给基类的对象，只能实现派生类隐式转换成基类，即在编译器完成了派生类的截断，不能达到动态联编得作用。