一文詳解虛函數(shù)及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)

本期是C++基礎(chǔ)語(yǔ)法分享的第七節(jié)，今天給大家來(lái)分享一下：

（1）虛析構(gòu)函數(shù)；

（2）純虛函數(shù)；

（3）虛函數(shù)、純虛函數(shù)；

（4）虛函數(shù)指針、虛函數(shù)表；

（5）虛繼承；

（6）虛繼承、虛函數(shù)；

（7）模板類、成員模板、虛函數(shù)；

（8）抽象類、接口類、聚合類；

虛析構(gòu)函數(shù)

虛析構(gòu)函數(shù)是為了解決基類的指針指向派生類對(duì)象，并用基類的指針刪除派生類對(duì)象。

虛析構(gòu)函數(shù)使用

class Shape{public： Shape（）; // 構(gòu)造函數(shù)不能是虛函數(shù) virtual double calcArea（）; virtual ~Shape（）; // 虛析構(gòu)函數(shù)};class Circle ： public Shape // 圓形類{public： virtual double calcArea（）; 。。。};int main（）{ Shape * shape1 = new Circle（4.0）; shape1-》calcArea（）; delete shape1; // 因?yàn)镾hape有虛析構(gòu)函數(shù)，所以delete釋放內(nèi)存時(shí)，先調(diào)用子類析構(gòu)函數(shù)，再調(diào)用基類析構(gòu)函數(shù)，防止內(nèi)存泄漏。 shape1 = NULL; return 0；}

純虛函數(shù)

純虛函數(shù)是一種特殊的虛函數(shù)，在基類中不能對(duì)虛函數(shù)給出有意義的實(shí)現(xiàn)，而把它聲明為純虛函數(shù)，它的實(shí)現(xiàn)留給該基類的派生類去做。

virtual int A（） = 0;

虛函數(shù)、純虛函數(shù)

類里如果聲明了虛函數(shù)，這個(gè)函數(shù)是實(shí)現(xiàn)的，哪怕是空實(shí)現(xiàn)，它的作用就是為了能讓這個(gè)函數(shù)在它的子類里面可以被覆蓋（override），這樣的話，編譯器就可以使用后期綁定來(lái)達(dá)到多態(tài)了。純虛函數(shù)只是一個(gè)接口，是個(gè)函數(shù)的聲明而已，它要留到子類里去實(shí)現(xiàn)。

虛函數(shù)在子類里面可以不重寫(xiě)；但純虛函數(shù)必須在子類實(shí)現(xiàn)才可以實(shí)例化子類。

虛函數(shù)的類用于 “實(shí)作繼承”，繼承接口的同時(shí)也繼承了父類的實(shí)現(xiàn)。純虛函數(shù)關(guān)注的是接口的統(tǒng)一性，實(shí)現(xiàn)由子類完成。

帶純虛函數(shù)的類叫抽象類，這種類不能直接生成對(duì)象，而只有被繼承，并重寫(xiě)其虛函數(shù)后，才能使用。抽象類被繼承后，子類可以繼續(xù)是抽象類，也可以是普通類。

虛基類是虛繼承中的基類，暫不做詳細(xì)說(shuō)明。

虛函數(shù)指針、虛函數(shù)表

虛函數(shù)指針：在含有虛函數(shù)類的對(duì)象中，指向虛函數(shù)表，在運(yùn)行時(shí)確定。

虛函數(shù)表：在程序只讀數(shù)據(jù)段，存放虛函數(shù)指針，如果派生類實(shí)現(xiàn)了基類的某個(gè)虛函數(shù)，則在虛表中覆蓋原本基類的那個(gè)虛函數(shù)指針，在編譯時(shí)根據(jù)類的聲明創(chuàng)建。

虛繼承

虛繼承用于解決多繼承條件下的菱形繼承問(wèn)題（浪費(fèi)存儲(chǔ)空間、存在二義性）。

底層實(shí)現(xiàn)原理與編譯器相關(guān)，一般通過(guò)虛基類指針和虛基類表實(shí)現(xiàn)，每個(gè)虛繼承的子類都有一個(gè)虛基類指針（占用一個(gè)指針的存儲(chǔ)空間，4字節(jié)）和虛基類表（不占用類對(duì)象的存儲(chǔ)空間）（需要強(qiáng)調(diào)的是，虛基類依舊會(huì)在子類里面存在拷貝，只是僅僅最多存在一份而已，并不是不在子類里面了）；當(dāng)虛繼承的子類被當(dāng)做父類繼承時(shí)，虛基類指針也會(huì)被繼承。

實(shí)際上，vbptr 指的是虛基類表指針（virtual base table pointer），該指針指向了一個(gè)虛基類表（virtual table），虛表中記錄了虛基類與本類的偏移地址；通過(guò)偏移地址，這樣就找到了虛基類成員，而虛繼承也不用像普通多繼承那樣維持著公共基類（虛基類）的兩份同樣的拷貝，節(jié)省了存儲(chǔ)空間。

虛繼承、虛函數(shù)

相同之處：都利用了虛指針（均占用類的存儲(chǔ)空間）和虛表（均不占用類的存儲(chǔ)空間）

不同之處：

虛繼承

（1）虛基類依舊存在繼承類中，只占用存儲(chǔ)空間

（2）虛基類表存儲(chǔ)的是虛基類相對(duì)直接繼承類的偏移

虛函數(shù)

（1）虛函數(shù)不占用存儲(chǔ)空間

（2）虛函數(shù)表存儲(chǔ)的是虛函數(shù)地址

模板類、成員模板、虛函數(shù)

模板類中可以使用虛函數(shù)

一個(gè)類（無(wú)論是普通類還是類模板）的成員模板（本身是模板的成員函數(shù)）不能是虛函數(shù)

抽象類、接口類、聚合類

抽象類：含有純虛函數(shù)的類

接口類：僅含有純虛函數(shù)的抽象類

聚合類：用戶可以直接訪問(wèn)其成員，并且具有特殊的初始化語(yǔ)法形式。滿足如下特點(diǎn)：

（1）所有成員都是 public

（2）沒(méi)有定義任何構(gòu)造函數(shù)

（3）沒(méi)有類內(nèi)初始化

（4）沒(méi)有基類，也沒(méi)有 virtual 函數(shù)

今天的分享就到這里了，大家要好好學(xué)C++喲~

編輯：jq