1.虚函数
1.1虚函数的作用
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。
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; } |
结果：
0:0:0
0:0:0
这里通过指针找到派生类，但无法调用派生类show()。如果使用虚函数。
将基类Time中的show()函数声明为虚函数， 其余不变。
class Time{ public: Time(int=0,int=0,int=0); virtual void show(); … }; |
结果：
0:0:0
0:0:0@+8
本来，基类指针是指向基类对象的，如果用它指向派生类对象，则进行指针类型转换，将派生类对象的指针先转换为基类指针，所以基类指针指向的是派生类对象中的基类部分。在程序修改前，是无法通过基类指针去调用派生类对象中的成员函数的。
虚函数突破这一限制，在派生类的基类部分中，派生类的虚函数取代了基类原来的虚函数，因此在使用基类指针指向派生类对象后，调用虚函数时就调用了派生类的虚函数。
1.2虚函数的使用方法
【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。
【2】在派生类中重新定义此函数，要求函数名、函数（返回）类型、函数参数个数和类型与基函数的虚函数相同。如果在派生类中没有对基类的虚函数重定义，则派生类简单地继承直接基类的虚函数。
有一种情况例外，在这种情况下派生类与基类的成员函数返回类型不同，但仍起到虚函数的作用。即基类虚函数返回一个基类指针或基类引用，而子类的虚函数返回一个子类的指针或子类的引用。
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; } |
结果：
Base's fun().
Derived's fun().
【3】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（符合2中定义的函数）都自动成为虚函数。
【4】定义一个指向基类对象的指针变量，并使其指向同一类族中的某个对象。通过该指针变量调用此函数，此时调用的就是指针变量指向的对象的同名函数。
1.3声明虚函数的限制
【1】只能用virtual声明类的成员函数，使它成为虚函数，而不能将类外的普通函数声明为虚函数。
【2】一个成员函数被声明为虚函数后，在同一类族中的类就不能再定义一个非virtual的但与该虚函数具有相同参数（个数与类型）和函数返回值类型的同名函数。
【3】静态成员函数不能是虚函数，因为静态成员函数不受限于某个对象。
【4】inline函数不能是虚函数，因为inline函数是不能在运行中动态确定其位置的。即使虚函数在类的内部定义，编译时，仍将其视为非inline的。
【5】使用虚函数，系统要有一定的空间开销。当一个类带有虚函数时，编译器会为该类构造一个虚函数表(virtual function tanle,vtable)，它是一个指针数组，存放每个虚函数的入口地址。
2.虚析构函数
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;//指向派生类 delete p; system("PAUSE"); return EXIT_SUCCESS; } |
结果：
Time destructor
从结果可以看出，执行的还是基类的析构函数，而程序的本意是希望执行派生类的析构函数。此时将基类的析构函数声明为虚析构函数，
virtual ~Time(){ cout<<"Time destructor"<<endl; } |
结果：
LocalTime destructor
Time destructor
如果将基类的析构函数声明为虚函数，由该基类所派生的所有派生类的析构函数也自动成为虚函数。
把基类的析构函数声明为虚函数的好处是，如果程序中delete一个对象，而delete运算符的操作对象是指向派生类对象的基类指针，则系统会调用相应类的析构函数。
构造函数不能声明为虚函数。
3.纯虚函数
virtual void show()=0;//纯虚函数 |
这里将show()声明为纯虚函数(pure virtual function)。纯虚函数是在声明虚函数时被“初始化”为0的虚函数。
声明纯虚函数的一般形式为，
virtual 函数类型 函数名(参数列表)=0; |
纯虚函数没有函数体；最后的“=0”并不代表函数返回值为0，它只起形式上的作用，告诉编译器“这是纯虚函数”；这个一个声明语句，最后有分号。
声明纯虚函数是告诉编译器，“在这里声明了一个虚函数，留待派生类中定义”。在派生类中对此函数提供了定义后，它才能具备函数的功能，可以被调用。
纯虚函数的作用是在基类中为其派生类保留了一个函数的名字，以便派生类根据需要对它进行定义。
如果在一个类中声明了纯虚函数，而在其派生类中没有对该函数定义，则该函数在派生类中仍为纯虚函数。
4.抽象类
将不用来定义对象而只作为一种基本类型用作继承的类，称为抽象类(abstract class)，由于它常用作基类，通常称为抽象基类。凡是包含纯虚函数的类都是抽象类。
如果在派生类中没有对所有的纯虚函数进行定义，则此派生类仍然是抽象类，不能用来定义对象。
可以定义指向抽象类数据的指针变量。当派生类成为具体类后，就可以用这个指针指向派生类对象，然后通过该指针调用虚函数。