【笔记整理】我们仍未知道那天所用的虚函数的原理

一、什么是虚函数

在c++的一个类中，如果一个函数前用了virtual关键字，那么这就是一个虚函数

一个非常简单的示例

private:
    int i;
public:
    base() : i(0){};
    base(int num) : i(num){};
    ~base(){};
    virtual void printI();//<-这个就是虚函数！！！！！！
    void print();
};

注：
√ 构造函数不能是虚函数：如果是把存在的派生类地址给基类指针，那么早就构造好了；如果用new，似乎不涉及基类指针，相当于生成一个派生类，之后再把派生类地址给指针。
√ 析构函数建议写成虚函数

二、虚函数有什么用

当你的基类和（多个）派生类中有同名函数时，你可以用虚函数确定调用哪一个类的该名函数。

如果用基类的指针指向派生类（upcasting），这时候调用某一派生类和基类同名函数，会直接调用基类的该函数。
若要调用派生类的该函数，就要把基类中该函数写成虚函数

三、通过具体例子来理解虚函数

如果是虚函数，则√

当用指针指向派生类时，调用的是哪个函数

所得结果

L1
base : 12
L2
L2 : 21
L2
base : 23

代码
main.cpp

#include<iostream>
#include"cbase.h"

int main(){
    base B(1), *pB;
    Level1 Lev1(11,12), *p1;
    Level2 Lev2(21,22,23);

    pB = &Lev1;
    p1 = &Lev2;

    //base指向Level1
    pB->print();
    //base中为virtual，向上到派生类的同名函数、调用L1中的print（）
    pB->printI();
    //指针的类型类中的该函数为非虚函数，直接调用该非虚函数


    //Level1指向Level2
    p1->print();
    p1->printI();
    //因为Level1中的两个函数都是虚函数，所以都调用的L2中的同名函数

    //base指向Level2
    pB = &Lev2;
    pB->print();
    //从basez中的虚函数一路向上，调用L2的同名函数
    pB->printI();
    //虽然L1是虚函数，但这是base类的指针
    //base中该函数为非虚函数，调用base中函数    

    return 0;
}

cbase.h

//
//  cbase.h
//  classwork
//
//  Created by 陈天乐 on 16/12/22.
//  Copyright (c) 2016年 陈天乐. All rights reserved.
//

#ifndef classwork_cbase_h
#define classwork_cbase_h

class base{
private:
    int i;
public:
    base() : i(0){};
    base(int num) : i(num){};
    ~base(){};
    void printI();
    virtual void print();
};

class Level1 : public base{
private:
    int L1;
public:
    Level1() : L1(0),base(){};
    Level1(int a) : L1(a),base(){};
    Level1(int a, int b) : L1(a),base(b){};
    ~Level1(){};
    virtual void printI();
    virtual void print();
};

class Level2 : public Level1{
private:
    int L2;
public:
    Level2() : L2(0),Level1(){};
    Level2(int a) : L2(a),Level1(){};
    Level2(int a, int b) : L2(a),Level1(b){};
    Level2(int a, int b, int c) : L2(a), Level1(b,c){};
    ~Level2(){};
    void printI();
    virtual void print();
};

#endif

cbase.cpp

//
//  cbase.cpp
//  classwork
//
//  Created by 陈天乐 on 16/12/22.
//  Copyright (c) 2016年 陈天乐. All rights reserved.
//

#include "cbase.h"
#include<iostream>

void base::printI(){
    std::cout << "base : " << i << std::endl;
}

void base::print(){
    std::cout << "base" << std::endl;
}

void Level1::printI(){
    std::cout << "L1 : " << L1 << std::endl;
}

void Level1::print(){
    std::cout << "L1" << std::endl;
}

void Level2::printI(){
    std::cout << "L2 : " << L2 << std::endl;
}

void Level2::print(){
    std::cout << "L2" << std::endl;
}

四、阅读学习其他博客的理解和总结

• 关于多态的理解：同一消息（调用函数），不同方法（不同的函数体）
• C++中运行时的多态性主要是通过虚函数来实现的
• 虚函数令函数调用与函数体之间的联系在运行时才建立
• 虚可以理解为，在动态调用的时候，这个函数是隐藏的。要去找最表面的一个。
• 若在基类中显式声明了虚函数，之后的派生类中的同名函数会自动变成虚函数。
  
  知道了这一点后我有一个疑惑：按照这个原理，如果我再增加一个L3层，用L2的指针指向L3并且调用F2，依然会调用L3自己的printI。
  验证了一下没有错误。
  当一个类中存在一个虚函数，这个类的所有子类的同名都自动变为虚函数
  
  绿色代表，会调用指针的类型的F1
  黄色代表，会调用指针指向的类型的F1
• 只有公有派生类才能使用基函数（赋值兼容）
• 虚函数必须是成员函数，不能是友元函数、静态成员函数、内联函数（可能出题）具体为什么（还没深入研究qwq，似乎是虚函数涉及到对象内部）

改错题
virtual void F1() const；

• 纯虚函数的概念：virtual void F1() = 0;//这就是一个纯虚函数

其中的＝ 0 只是一个标记。纯虚函数不在实现文件里定义。
纯虚函数不能被调用（那它能做什么？？）
拥有纯虚函数的类会变成抽象类
抽象类只能作为基类，不能作为派生类
因为抽象类自己不能生成对象。只有继承了这个抽象类的派生类可以生成对象。
纯虚函数用来规范派生类的行为，提高安全性，可以理解为接口（？我对接口还不是很理解）

纯虚函数的意义，让所有的类对象（主要是派生类对象）都可以执行纯虚函数的动作，但类无法为纯虚函数提供一个合理的缺省实现。所以类纯虚函数的声明就是在告诉子类的设计者，“你必须提供一个纯虚函数的实现，但我不知道你会怎样实现它”。

参考资料：
C++之多态性与虚函数
C++的精髓——虚函数
虚函数和纯虚函数的区别
知乎：c++虚函数的作用是什么？

其他的一些东西

1.

2.
使用虚函数能够简化写代码的过程，但是对提高程序运行效率没有帮助
因为虚函数实现的功能你也可以自己实现，但是写起来很麻烦，c＋＋直接帮你写好了虚函数的机制