C 虛函式的詳解

5.4.2 虛函式詳解

1.虛函式的定義

虛函式就是在基類中被關鍵字virtual說明，並在派生類重新定義的函式。虛函式的作用是允許在派生類中重新定義與基類同名的函式，並且可以通過基類指標或引用來訪問基類和派生類中的同名函式。

虛函式的定義是在基類中進行的，它是在基類中需要定義為虛函式的成員函式的宣告中冠以關鍵字virtual。定義虛函式的格式如下：

virtual 函式型別函式名(形參表)

在基類中的某個成員函式宣告為虛函式後，此虛函式就可以在乙個或多個派生類中被重新定義。在派生類中重新定義時，其函式型別、函式名、引數個數、引數型別的順序，都必須與基類中的原型完全相同。

//例 5.21 虛函式的使用

#includeusing
namespace
std;
class
b0};
class b1:public
b0};
class b2:public
b1};
intmain()  
/*在程式中，語句op->print()；
出現了3次，由於op指向的物件不同，每次出現都執行了相應物件的虛函式print
程式執行結果：
b0::print()
b1::print()
b2::print()

說明：（1）若在基類中，只是宣告虛函式原型(需要加上virtual),而在類外定義虛函式時，則不必再加上virtual。

（2）在派生類中重新定義時，其函式型別、函式名、引數個數、引數型別的順序，都必須與基類中的原型完全相同。

（3）c++規定，當乙個成員函式被定義為虛函式後，其派生類中符合重新定義虛函式要求的同名函式都自動稱為虛函式。因此，在派生類中重新定義該虛函式時，關鍵字virtual可寫可不寫。但是為了程式更加清晰，最好在每一層派生類中定義函式時都加上關鍵字virtual。

（4）如果在派生類中沒有對基類的虛函式重新定義，則公有派生類繼承其直接基類的虛函式。

乙個虛函式無論被公有繼承多少次。它仍然保持其虛函式的特性。

例如：class b0;

class b1:public b0;

若在公有派生類b1中沒有重新定義虛函式show，則函式在派生類中被繼承，仍然是虛函式。

（5）虛函式必須是其所在類的成員函式，而不能是友元函式，也不能是靜態成員函式，因為虛函式的呼叫要靠特定的物件來決定該啟用哪個函式。

（6）雖然使用物件名和點運算子的方式也可以呼叫虛函式，但是這種呼叫是在編譯時進行的，是靜態聯編，它沒有利用虛函式的特性。只有通過指標訪問虛函式時才能獲得執行時的多型性。

2. 虛析構函式

在c++中，不能宣告虛建構函式，但是可以宣告虛析構函式。

//例5.23 虛析構函式的引例

#includeusing
namespace
std;
classb};
class d:public
b}; 
intmain()
*//*
執行結果是： 
呼叫派生類d的析構函式
呼叫基類b的析構函式
顯然本程式的執行結果是符和預想的。但是，如果在主函式中用new運算子建立乙個無名物件
和定義了乙個基類的物件指標，並將無名的物件的位址賦給這個物件指標。當用delete運算子
撤銷無名物件時，系統只執行基類的析構函式，而不執行派生類的析構函式。
例如下面的例子： 
*/

//例5.24 虛析構函式的引例2

#includeusing
namespace
std;
classb};
class d:public
b}; 
intmain() /*
程式執行結果：
呼叫基類b的析構函式
程式結果表示，本程式只執行了基類b的析構函式，而沒有執行派生類d的析構函式。
原因是:當撤銷指標p所指的派生類的無名物件，而呼叫析構函式時，採用了靜態聯編方式，
只呼叫了基類b的析構函式。
那麼如何在撤銷指標p所指的派生類的無名物件，既呼叫基類b的析構函式，也呼叫派生類d的
析構函式呢？
方法是：可以將基類的析構函式宣告為虛析構函式，採用了多型性的動態聯編方式。
虛析構函式沒有型別，也沒有引數，和普通虛函式相比，虛析構函式比較簡單。
其宣告格式： 
virtual ~類名() 
*/

//例5.25 虛析構函式的使用

#includeusing
namespace
std;
classb};
class d:public
b}; 
intmain()
/*程式執行結果是：
呼叫派生類d的析構函式
呼叫基類b的析構函式
說明：雖然派生類的析構函式與基類的析構函式名字不相同，但是如果將基類的析構函式
定義為虛函式，則由該基類所派生的所有派生類的析構函式也都自動成為虛函式。 
*/

3.虛函式與過載函式的關係

在乙個派生類中重新定義基類的虛函式是函式過載的另一種形式，但它不同於一般函式過載。

當普通的函式過載時，其函式的引數或引數型別有所不同，函式的返回型別也可以不同。但是當過載乙個虛函式時，也就是說在派生類中重新定義虛函式時，要求函式名、返回型別、引數個數、引數的型別和順序與基類的虛函式原型完全相同。如果僅僅返回型別不同，其餘均相同，系統會給出錯誤資訊；若僅僅函式名相同，而引數的個數、型別或順序不同，系統將它作為普通的函式過載，這時虛函式的特性將丟失。

//例5.26 虛函式與過載函式的關係

#includeusing
namespace
std;
class
base;
class derived:public
base;
void
base::func1()
void
base::func2()
void
base::func3()
void
base::func4()
void
derived::func1()
void derived::func2(int
i)void
derived::func4()
intmain()
/*程式執行結果是：
--derived func1--
--base func2--
--base func4-- 
*/

4. 多重繼承與虛函式

//例5.27 多重繼承與虛函式的例子

#includeusing
namespace
std;
class
base1
}; class
base2
};class derived:public base1,public
base2
};int
main()

5.虛函式的綜合應用

//例5.28 應用c++的多型性，計算三角形、矩形和圓的面積。

#include#define pi 3.1416
using
namespace
std;
class shape
shape(double a=0.0,double b=0.0)  //
帶預設的建構函式 
virtual
void
area()
protected
:    
double
x;    
double
y;    
};class ********:public shape
void
area()
};class square:public shape
void
area()
}; class circle:public shape
void
area()
}; int
main() /*
程式執行結果:
在基類中定義的虛基類為派生類提供乙個公共的介面,以便派生類根據需要重新定義虛函式
三角形的高是:10,底是:6
三角形面積:30
矩形的長是:10,寬是:6
矩形面積:60
圓的半徑是:
圓面積:314.16 
*/

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