虛函數，虛析構函數，純虛函數，抽象類

虛函數，虛析構函數，純虛函數，抽象類。 author: ZJ 07-12-31 Blog: http://zhangjunhd.blog.51cto.com/

1. 虛函數

1.1虛函數的作用 虛函數的作用是允許在派生類中重新定義與基類同名的函數，并且可以通過基類指針或引用來通路基類和派生類中的同名函數。

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=&lt;   pt->show();   system("PAUSE");   return EXIT_SUCCESS; }

結果： 0:0:0 0:0:0 這裡通過指針找到派生類，但無法調用派生類show()。如果使用虛函數。 将基類Time中的show()函數聲明為虛函數， 其餘不變。

class Time{   public:     Time(int=0,int=0,int=0);     virtual void show(); … };

結果： 0:0:0 0:0:[email protected]+8 本來，基類指針是指向基類對象的，如果用它指向派生類對象，則進行指針類型轉換，将派生類對象的指針先轉換為基類指針，是以基類指針指向的是派生類對象中的基類部分。在程式修改前，是無法通過基類指針去調用派生類對象中的成員函數的。 虛函數突破這一限制，在派生類的基類部分中，派生類的虛函數取代了基類原來的虛函數，是以在使用基類指針指向派生類對象後，調用虛函數時就調用了派生類的虛函數。   1.2虛函數的使用方法 【1】在基類用virtual聲明成員函數為虛函數。這樣就可以在派生類中重新定義此函數，為它賦予新的功能，并能友善地被調用。   【2】在派生類中重新定義此函數，要求函數名、函數（傳回）類型、函數參數個數和類型與基函數的虛函數相同。如果在派生類中沒有對基類的虛函數重定義，則派生類簡單地繼承直接基類的虛函數。 有一種情況例外，在這種情況下派生類與基類的成員函數傳回類型不同，但仍起到虛函數的作用。即基類虛函數傳回一個基類指針或基類引用，而子類的虛函數傳回一個子類的指針或子類的引用。

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; }

結果： Base's fun(). Derived's fun().   【3】C++規定，當一個成員函數被聲明為虛函數後，其派生類中的同名函數（符合2中定義的函數）都自動成為虛函數。   【4】定義一個指向基類對象的指針變量，并使其指向同一類族中的某個對象。通過該指針變量調用此函數，此時調用的就是指針變量指向的對象的同名函數。   1.3聲明虛函數的限制 【1】隻能用virtual聲明類的成員函數，使它成為虛函數，而不能将類外的普通函數聲明為虛函數。   【2】一個成員函數被聲明為虛函數後，在同一類族中的類就不能再定義一個非virtual的但與該虛函數具有相同參數（個數與類型）和函數傳回值類型的同名函數。   【3】靜态成員函數不能是虛函數，因為靜态成員函數不受限于某個對象。   【4】inline函數不能是虛函數，因為inline函數是不能在運作中動态确定其位置的。即使虛函數在類的内部定義，編譯時，仍将其視為非inline的。   【5】使用虛函數，系統要有一定的空間開銷。當一個類帶有虛函數時，編譯器會為該類構造一個虛函數表(virtual function tanle,vtable)，它是一個指針數組，存放每個虛函數的入口位址。

2. 虛析構函數

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;//指向派生類   delete p;     system("PAUSE");   return EXIT_SUCCESS; }

結果： Time destructor 從結果可以看出，執行的還是基類的析構函數，而程式的本意是希望執行派生類的析構函數。此時将基類的析構函數聲明為虛析構函數，

virtual ~Time(){   cout<<"Time destructor"<<endl; }

結果： LocalTime destructor Time destructor 如果将基類的析構函數聲明為虛函數，由該基類所派生的所有派生類的析構函數也自動成為虛函數。 把基類的析構函數聲明為虛函數的好處是，如果程式中delete一個對象，而delete運算符的操作對象是指向派生類對象的基類指針，則系統會調用相應類的析構函數。 構造函數不能聲明為虛函數。

3. 純虛函數

virtual void show()=0;//純虛函數

這裡将show()聲明為

純虛函數 (pure virtual function)

。純虛函數是在聲明虛函數時被“初始化”為0的虛函數。 聲明純虛函數的一般形式為，

virtual 函數類型 函數名(參數清單)=0;

純虛函數沒有函數體；最後的“= 0 ” 并不代表函數傳回值為0，它隻起形式上的作用，告訴編譯器“這是純虛函數”；這個一個聲明語句，最後有分号。 聲明純虛函數是告訴編譯器，“在這裡聲明了一個虛函數，留待派生類中定義”。在派生類中對此函數提供了定義後，它才能具備函數的功能，可以被調用。 純虛函數的作用是在基類中為其派生類保留了一個函數的名字，以便派生類根據需要對它進行定義。 如果在一個類中聲明了純虛函數，而在其派生類中沒有對該函數定義，則該函數在派生類中仍為純虛函數。

4. 抽象類

将不用來定義對象而隻作為一種基本類型用作繼承的類，稱為

抽象類 (abstract class)

，由于它常用作基類，通常稱為抽象基類。凡是包含純虛函數的類都是抽象類。 如果在派生類中沒有對所有的純虛函數進行定義，則此派生類仍然是抽象類，不能用來定義對象。 可以定義指向抽象類資料的指針變量。當派生類成為具體類後，就可以用這個指針指向派生類對象，然後通過該指針調用虛函數。