虚函数

一起看海

虚函数是应在派生类中重新定义的成员函数。 当使用指针或对基类的引用来引用派生的类对象时，可以为该对象调用虚函数并执行该函数的派生类版本。

虚函数确保为该对象调用正确的函数，这与用于进行函数调用的表达式无关。

假定基类包含声明为 virtual 的函数，并且派生类定义了相同的函数。 为派生类的对象调用派生类中的函数，即使它是使用指针或对基类的引用来调用的。 以下示例显示了一个基类，它提供了 PrintBalance 函数和两个派生类的实现

// deriv_VirtualFunctions.cpp
// compile with: /EHsc
#include <iostream>
using namespace std;

class Account {
public:
   Account( double d ) { _balance = d; }
   virtual ~Account() {}
   virtual double GetBalance() { return _balance; }
   virtual void PrintBalance() { cerr << "Error. Balance not available for base type." << endl; }
private:
    double _balance;
};

class CheckingAccount : public Account {
public:
   CheckingAccount(double d) : Account(d) {}
   void PrintBalance() { cout << "Checking account balance: " << GetBalance() << endl; }
};

class SavingsAccount : public Account {
public:
   SavingsAccount(double d) : Account(d) {}
   void PrintBalance() { cout << "Savings account balance: " << GetBalance(); }
};

int main() {
   // Create objects of type CheckingAccount and SavingsAccount.
   CheckingAccount checking( 100.00 );
   SavingsAccount  savings( 1000.00 );

   // Call PrintBalance using a pointer to Account.
   Account *pAccount = &checking;
   pAccount->rintBalance();

   // Call PrintBalance using a pointer to Account.
   pAccount = &savings;
   pAccount->rintBalance();
}
在前面的代码中，对 PrintBalance 的调用是相同的，pAccount 所指向的对象除外。 由于 PrintBalance 是虚拟的，因此将调用为每个对象定义的函数版本。 派生类 PrintBalance 和 CheckingAccount 中的 SavingsAccount 函数“重写”基类 Account 中的函数。

如果声明的类不提供 PrintBalance 函数的重写实现，则使用基类 Account 中的默认实现。

派生类中的函数仅在基类中的虚函数的类型相同时重写这些虚函数。 派生类中的函数不能只是与其返回类型中的基类的虚函数不同；参数列表也必须不同。

当使用指针或引用调用函数时，以下规则将适用：

根据为其调用的对象的基本类型来解析对虚函数的调用。

根据指针或引用的类型来解析对非虚函数的调用。

以下示例说明在通过指针调用时虚函数和非虚函数的行为：

// deriv_VirtualFunctions2.cpp
// compile with: /EHsc
#include <iostream>
using namespace std;

class Base {
public:
   virtual void NameOf();   // Virtual function.
   void InvokingClass();   // Nonvirtual function.
};

// Implement the two functions.
void Base::NameOf() {
   cout << "Base::NameOf\n";
}

void Base::InvokingClass() {
   cout << "Invoked by Base\n";
}

class Derived : public Base {
public:
   void NameOf();   // Virtual function.
   void InvokingClass();   // Nonvirtual function.
};

// Implement the two functions.
void Derived::NameOf() {
   cout << "Derived::NameOf\n";
}

void Derived::InvokingClass() {
   cout << "Invoked by Derived\n";
}

int main() {
   // Declare an object of type Derived.
   Derived aDerived;

   // Declare two pointers, one of type Derived * and the other
   //  of type Base *, and initialize them to point to aDerived.
   Derived *pDerived = &aDerived;
   Base    *pBase    = &aDerived;

   // Call the functions.
   pBase->NameOf();           // Call virtual function.
   pBase->InvokingClass();    // Call nonvirtual function.
   pDerived->NameOf();        // Call virtual function.
   pDerived->InvokingClass(); // Call nonvirtual function.
}
Output

Derived::NameOf
Invoked by Base
Derived::NameOf
Invoked by Derived
请注意，无论 NameOf 函数是通过指向 Base 的指针还是通过指向 Derived 的指针进行调用，它都会调用 Derived 的函数。 它调用 Derived 的函数，因为 NameOf 是虚函数，并且 pBase 和 pDerived 都指向类型 Derived 的对象。

由于仅为类类型的对象调用虚函数，因此不能将全局函数或静态函数声明为 virtual。

在派生类中声明重写函数时可使用 virtual 关键字，但它不是必需的；虚函数的重写始终是虚拟的。

必须定义基类中的虚函数，除非使用 pure-specifier 声明它们。 （有关纯虚函数的详细信息，请参阅抽象类。）

可通过使用范围解析运算符 (: 显式限定函数名称来禁用虚函数调用机制。 考虑先前涉及 Account 类的示例。 若要调用基类中的 PrintBalance，请使用如下所示的代码：

CheckingAccount *pChecking = new CheckingAccount( 100.00 );

pChecking->Account:rintBalance();  //  Explicit qualification.

Account *pAccount = pChecking;  // Call Account:rintBalance

pAccount->Account:rintBalance();   //  Explicit qualification.
在前面的示例中，对 PrintBalance 的调用将禁用虚函数调用机制。