1.虛函數
1.1虛函數的作用
虛函數的作用是允許在派生類中重新定義與基類同名的函數，并且可以通過基類指針或引用來訪問基類和派生類中的同名函數。
class Time{ public: Time(int=0,int=0,int=0); void show(); protected: int hour; int min; int sec; }; class LocalTime:public Time{ public: LocalTime(int=0,int=0,int=0,string="+8"); void show(); protected: string zone; }; Time::Time(int h,int m,int s):hour(h),min(m),sec(s){} void Time::show(){ cout<<hour<<":"<<min<<":"<<sec<<endl; } LocalTime::LocalTime(int h,int m,int s,string z):Time(h,m,s),zone(z){} void LocalTime::show(){ cout<<hour<<":"<<min<<":"<<sec<<"@"<<zone<<endl; } int main(){ Time t; LocalTime lt; Time *pt=&t; pt->show(); pt=< pt->show(); system("PAUSE"); return EXIT_SUCCESS; } |
結果：
0:0:0
0:0:0
這里通過指針找到派生類，但無法調用派生類show()。如果使用虛函數。
將基類Time中的show()函數聲明為虛函數， 其余不變。
class Time{ public: Time(int=0,int=0,int=0); virtual void show(); … }; |
結果：
0:0:0
0:0:0@+8
本來，基類指針是指向基類對象的，如果用它指向派生類對象，則進行指針類型轉換，將派生類對象的指針先轉換為基類指針，所以基類指針指向的是派生類對象中的基類部分。在程序修改前，是無法通過基類指針去調用派生類對象中的成員函數的。
虛函數突破這一限制，在派生類的基類部分中，派生類的虛函數取代了基類原來的虛函數，因此在使用基類指針指向派生類對象后，調用虛函數時就調用了派生類的虛函數。
1.2虛函數的使用方法
【1】在基類用virtual聲明成員函數為虛函數。這樣就可以在派生類中重新定義此函數，為它賦予新的功能，并能方便地被調用。
【2】在派生類中重新定義此函數，要求函數名、函數（返回）類型、函數參數個數和類型與基函數的虛函數相同。如果在派生類中沒有對基類的虛函數重定義，則派生類簡單地繼承直接基類的虛函數。
有一種情況例外，在這種情況下派生類與基類的成員函數返回類型不同，但仍起到虛函數的作用。即基類虛函數返回一個基類指針或基類引用，而子類的虛函數返回一個子類的指針或子類的引用。
class Base{ public: virtual Base *fun(){ cout<<"Base's fun()."<<endl; return this; } }; class Derived:public Base{ public: virtual Derived *fun(){ cout<<"Derived's fun()."<<endl; return this; } }; void test(Base &x){ Base *b; b=x.fun(); } int main(){ Base b; Derived d; test(b); test(d); system("PAUSE"); return EXIT_SUCCESS; } |
結果：
Base's fun().
Derived's fun().
【3】C++規定，當一個成員函數被聲明為虛函數后，其派生類中的同名函數（符合2中定義的函數）都自動成為虛函數。
【4】定義一個指向基類對象的指針變量，并使其指向同一類族中的某個對象。通過該指針變量調用此函數，此時調用的就是指針變量指向的對象的同名函數。
1.3聲明虛函數的限制
【1】只能用virtual聲明類的成員函數，使它成為虛函數，而不能將類外的普通函數聲明為虛函數。
【2】一個成員函數被聲明為虛函數后，在同一類族中的類就不能再定義一個非virtual的但與該虛函數具有相同參數（個數與類型）和函數返回值類型的同名函數。
【3】靜態成員函數不能是虛函數，因為靜態成員函數不受限于某個對象。
【4】inline函數不能是虛函數，因為inline函數是不能在運行中動態確定其位置的。即使虛函數在類的內部定義，編譯時，仍將其視為非inline的。
【5】使用虛函數，系統要有一定的空間開銷。當一個類帶有虛函數時，編譯器會為該類構造一個虛函數表(virtual function tanle,vtable)，它是一個指針數組，存放每個虛函數的入口地址。
2.虛析構函數
class Time{ public: Time(int=0,int=0,int=0); ~Time(){ cout<<"Time destructor"<<endl; } protected: int hour; int min; int sec; }; class LocalTime:public Time{ public: LocalTime(int=0,int=0,int=0,string="+8"); ~LocalTime(){ cout<<"LocalTime destructor"<<endl; } protected: string zone; }; Time::Time(int h,int m,int s):hour(h),min(m),sec(s){} LocalTime::LocalTime(int h,int m,int s,string z):Time(h,m,s),zone(z){} int main(){ Time *p=new LocalTime;//指向派生類 delete p; system("PAUSE"); return EXIT_SUCCESS; } |
結果：
Time destructor
從結果可以看出，執行的還是基類的析構函數，而程序的本意是希望執行派生類的析構函數。此時將基類的析構函數聲明為虛析構函數，
virtual ~Time(){ cout<<"Time destructor"<<endl; } |
結果：
LocalTime destructor
Time destructor
如果將基類的析構函數聲明為虛函數，由該基類所派生的所有派生類的析構函數也自動成為虛函數。
把基類的析構函數聲明為虛函數的好處是，如果程序中delete一個對象，而delete運算符的操作對象是指向派生類對象的基類指針，則系統會調用相應類的析構函數。
構造函數不能聲明為虛函數。
3.純虛函數
virtual void show()=0;//純虛函數 |
這里將show()聲明為純虛函數(pure virtual function)。純虛函數是在聲明虛函數時被“初始化”為0的虛函數。
聲明純虛函數的一般形式為，
virtual 函數類型 函數名(參數列表)=0; |
純虛函數沒有函數體；最后的“=0”并不代表函數返回值為0，它只起形式上的作用，告訴編譯器“這是純虛函數”；這個一個聲明語句，最后有分號。
聲明純虛函數是告訴編譯器，“在這里聲明了一個虛函數，留待派生類中定義”。在派生類中對此函數提供了定義后，它才能具備函數的功能，可以被調用。
純虛函數的作用是在基類中為其派生類保留了一個函數的名字，以便派生類根據需要對它進行定義。
如果在一個類中聲明了純虛函數，而在其派生類中沒有對該函數定義，則該函數在派生類中仍為純虛函數。
4.抽象類
將不用來定義對象而只作為一種基本類型用作繼承的類，稱為抽象類(abstract class)，由于它常用作基類，通常稱為抽象基類。凡是包含純虛函數的類都是抽象類。
如果在派生類中沒有對所有的純虛函數進行定義，則此派生類仍然是抽象類，不能用來定義對象。
可以定義指向抽象類數據的指針變量。當派生類成為具體類后，就可以用這個指針指向派生類對象，然后通過該指針調用虛函數。