Ｃ++笔记 - 虚函数

虚函数是实现多态特性的重要工具。下面看一个例子体会一下：

class base {
  public:
    virtual void show() { std::cout << "base" << std::endl; };
    virtual ~base() { std::cout << "base destruct" << std::endl; }
};

class derive : public base {
  public:
    void show() { std::cout << "derive" << std::endl; };
    ~derive() { std::cout << "derive destruct" << std::endl; }
};

int main(void) {
    derive der;
    base *d = &der;
    d->show();
    std::cout << "exit" << std::endl;
}

输出：

derive
exit
derive destruct
base destruct

通过基类的指针指向派生类的地址，在调用基类对象时，动态选择其真实类型关联的函数，从而实现多态特性。

构造函数为什么不能是虚函数？

虚函数的主要目的是通过基类的指针或引用，调用派生类关联的函数，实现多态特性。而构造函数是在初始化一个对象时调用的，派生类此时并没有完全构造出来（调用构造函数前），也没有与对应的基类指针或引用关联起来，没有办法使用多态特性。构造函数是虚函数没有必要。
虚构函数为什么可以是虚函数？

因为释放堆上内存时可能通过基类的指针进行delete，如果析构函数不是虚函数，则会调用基类的析构函数，派生类就得不到正确的销毁，造成内存泄露。一般在使用多态特性时，基类的析构函数都应是虚函数。
虚函数的默认参数是静态绑定的。即，通过基类的指针访问派生类时，传入的是基类的默认参数，而不是派生类的默认参数。
虚函数可以是私有的，只要在动态绑定时能绑定即可。例如：基类的虚函数是私有的，派生类的虚函数是公有的，则通过基类的指针或引用访问派生类的方法时，并不会存在找不到函数的错误。

纯虚函数

纯虚函数简单来说就是没有定义的虚函数。写法就是在虚函数后添加= 0修饰。下面看一个例子：

class base {
  public:
    virtual void show() = 0;
    virtual ~base() { std::cout << "base destruct" << std::endl; }
};

class derive : public base {
  public:
    void show() { std::cout << "derive" << std::endl; };
    ~derive() { std::cout << "derive destruct" << std::endl; }
};

int main(void) {
    derive der;
    base *d = &der;
    d->show();
    std::cout << "exit" << std::endl;
}

那纯虚函数有什么用呢？纯虚函数一般用于实现抽象类。那什么是抽象类呢？抽象类简单来说就是接口，通过定义一些共同行为的集合，对派生类进行约束。当然抽象类也可以有数据成员。那抽象类有什么特点呢？

抽象类不能实例化，一般使用指针或引用实现多态特性。
只要有一个纯虚函数，该类就是抽象类。
抽象类的所有虚函数（析构函数除外），必须在派生类中实现，才能成为非抽象类，否则派生类也是抽象类。
抽象类可以有构造函数。抽象类的构造函数一般被派生类调用，初始化抽象类的数据成员。