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C++淺析虛函數使用方法_C 語言

作者：_拾貳_ ? 更新時間： 2022-10-20 編程語言

闡述虛函數作用和原理、純虛函數和虛函數的區別。

一、虛函數

首先來看下面這一段代碼,首先創建兩個類，一個是Dog,另一個是Cat，他們有一個共同的屬性:Run。在定義中每個動物都需要創建一個類，比較繁瑣，所以在下面的例子中，我們可以把他們簡化。

#include <iostream>
using namespace std;
class Dog{
public:
    void Run(){
        cout<<"Dog->Run"<<endl;
    }    
};
class Cat{
public:
    void Run(){
        cout<<"Cat->Run"<<endl;
    }
};
int main()
{
    Dog d;
    d.Run();
    Cat c;
    c.Run();
    return 0;
}

這里使用多態和虛函數，而Animal提供統一的接口，供子類使用，雖然代碼繁瑣，但提高了整個工程的可擴展性和靈活性。

在普通函數前加上關鍵字 virtual 構成虛函數，子類需要重寫父類的虛函數，這樣在調用的時候，會覆蓋掉父類的虛函數 Run,去執行子類的Run。

#include <iostream>
using namespace std;
class Animal{
public:
    virtual void Run(){
        cout<<"Animal->Run"<<endl;
    }
};
class Dog :public Animal{
public:
    void Run(){
        cout<<"Dog->Run"<<endl;
    }    
};
class Cat:public Animal{
public:
    void Run(){
        cout<<"Cat->Run"<<endl;
    }
};
int main()
{
    Animal *ani;
    ani = new Dog;
    ani->Run();
    delete ani;
    ani = new Cat;
    ani->Run();
    delete ani;
    return 0;
}

結果如下：

所以在這里只需要修改ani的指向就可以實現不同方法。如果不存在虛函數，把Animal類的關鍵詞virtual去掉會怎么樣呢，顯然，他們會默認實現父類Run的方法。

class Animal{
public:
    void Run(){
        cout<<"Animal->Run"<<endl;
    }
};

所以引入虛函數是為了實現動態多態，指向不同的子類來實現不同的方法。

二、虛函數與純虛函數的區別

因為父類的函數可以不做任何操作，所以這里可以直接等于0；實現純虛函數。

//虛函數
class Animal{
public:
    virtual void Run(){
        cout<<"Animal->Run"<<endl;
    }
};
//純虛函數
class Animal{
public:
    virtual void Run()=0;
};

虛函數與純虛函數的區別：

純虛函數只是一個接口，只能供子類去重寫實現方法。而虛函數在里面也可以去實現父類的功能。只需要指向父類的方法即可。

總結：虛函數在子類里面也可以不進行重寫，但純虛函數必須在子類去實現，如果把子類中的Run方法去掉，只留下父類中的純虛函數，那么編譯器會報錯，這里大家可以試試。

三、動態多態

Animal內部的結構是什么樣呢？這里有一個虛函數指針（vfptr）和虛函數表（vftable）。 指針（vfptr）指向虛函數表，在虛函數表（vftable）內記錄著虛函數的地址，即Run函數的地址。

當子類的Dog去繼承父類后，父類的虛函數表相應的也繼承下來，子類也會保存一份和父類相同的。

注意！這時候如果發生重寫，即子類重寫了父類的虛函數，則子類的虛函數表會覆蓋父類繼承下來的虛函數表。但父類的虛函數表不會發生改變。

當父類的指針或者引用指向子類的對象時，就發生了多態。

下面的代碼中是指向了Dog,所以會去Dog的虛函數表中找到相應的函數，在運行階段發生了動態多態。

    Animal *ani;
    ani = new Dog;
    ani->Run();

原文鏈接：https://blog.csdn.net/qq_53734051/article/details/126465524

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