【c++】虚函数，纯虚函数，抽象类

虚函数

虚函数：给成员函数前面加上virtual关键字。

1.派生类中定义虚函数必须与基类中的虚函数同名外，还必须同参数表，同返回类型。否则被认为是重载，而不是重写。如基类中返回基类指针，派生类中返回派生类指针是允许的，这是一个例外(协变)。

2.只有类的成员函数才能说明为虚函数。这是因为虚函数仅适用于有继承关系的类对象。友元函数和全局函数不能作为虚函数。

3.静态成员函数，是所有同一类对象共有，不受限于某个对象，不能作为虚函数。

4.内联函数每个对象一个拷贝，无映射关系，不能作为虚函数。

5.构造函数（拷贝构造，移动构造）不能作为虚函数。因为构造函数的另一个作用是设置虚表指针。

6.析构函数可定义为虚函数，在基类中及其派生类中都获取系统资源时时，必须把析构函数定义为虚函数，实现撤消对象时的多态性。

7.实现动态多态性时，必须使用基类类型的指针变量或引用，使该指针指向该基类的不同派生类的对象，并通过该指针指向虚函数，才能实现动态的多态性。

8.虚函数执行速度要稍慢一些，为了实现多态性,每一个派生类中均要保存相应虚函数的入口地址表,函数的调用机制也是间接实现。所以多态性总是要付出一定代价,但通用性是一个更高的目标。

9.如果虚函数定义放在类外，virtual只能加在函数声明前面，不能再加在函数定义前面。

10.如果不使用继承和多态，那么就把函数中的virtual关键字去掉，加上的话virtual也没必要，还会增大程序的开销。

纯虚函数

纯虚函数：没有具体实现的虚成员函数

定义纯虚函数的一般格式为:

virtual  返回类型  函数名（参数表) = 0;

“=0"表明程序员将不定义该函数，函数声明是为派生类保留一个位置。”=0"本质上是将指向函数体的指针定为NULL（不同编译器的处理不同）。
告诉编译器我们不实现这个函数，由派生类来实现。

抽象类

含义纯虚函数的类是抽象类

1.抽象类不能实例化对象
2.派生类继承了抽象类，则必须把抽象类中的纯虚函数实现了，否则也不能创建对象
3.在程序设计时，抽象类一般都做为基类来使用
当基类继承抽象类时，必须把抽象类中的所有纯虚函数进行重写，如果有一个没有重写，那么基类就是抽象类，全部实现之后，就称为（实现类）
4.抽象类不能做参数类型，函数返回值类型或显示类型转换，抽象类型可以定义指针和引用（可以指向它不同的派生对象，以实现运行时多态）

应用类型：不提供派生也不提供继承
节点类型：提供继承和多态的继承（有虚函数），但没有纯虚函数
抽象类型：抽象类，只能用作基类
接口类：没有属性，所有函数都是纯抽象函数
实现类：继承了接口或者抽象类，实现了纯虚函数

为什么抽象类不能创建对象？

纯虚函数没实现时，对应的该函数指向nullpter（不同的环境实现不同），当创建对象时，进行查虚表，当它的函数为nullpter时，则会报错(纯虚函数会在虚表中保留一个位置，让派生类实现虚表时，把它对该函数的具体实现的地址填充进去它)
visaul stdio的实现：它则把这些函数指向一个函数（默认的缺省的纯虚函数，调用时会抛出异常）

注意点：

class Base
{
public:
	virtual void fun() = 0;
	virtual ~Base(){}
};
class Child :public Base
{
public:
	virtual void fun()const {}
	virtual ~Child(){}
};

Child 可以创建对象吗？

不能，因为这是同名隐藏（两个函数的参数列表不同），不属于同名覆盖。去掉const则就可以了

接口

类中全部都是成员方法，没有属性，而且成员方法全部都是纯虚函数

类如何设计

• 有时希望派生类只继承成员函数的接口(声明)，纯虚函数。
• 有时希望派生类同时继承函数的接口和实现，但允许派生类改写实现，虚函数。
• 有时则希望同时继承接口和实现，并且不允许派生类改写任何东西，非虚函数。

申明纯虚函数的目的，使派生类继承函数的接口和强制性实现

虚析构

如果抽象类里面有虚函数，建议把析构函数定义成虚函数，

防止出现内存泄漏

using namespace std;
class Base
{
public:
	 virtual ~Base() { cout << "delete base" << endl; }
};
class Child :public Base
{
public:
	
	 ~Child(){ cout << "delete Child" << endl; }
};
int main()
{
	Base * c = new Child();
	delete c;
	return 0;
}

运行结果

如果没虚析构的话

using namespace std;
class Base
{
public:
	  ~Base() { cout << "delete base" << endl; }
};
class Child :public Base
{
public:
	
	 ~Child(){ cout << "delete Child" << endl; }
};
int main()
{
	Base * c = new Child();
	delete c;
	return 0;
}

总结：

（1）如果父类的析构函数不加virtual关键字
当父类的析构函数不声明成虚析构函数的时候，当子类继承父类，父类的指针指向子类时，delete掉父类的指针，只调动父类的析构函数，而不调动子类的析构函数。
（2）如果父类的析构函数加virtual关键字
当父类的析构函数声明成虚析构函数的时候，当子类继承父类，父类的指针指向子类时，delete掉父类的指针，先调动子类的析构函数，再调动父类的析构函数。

构造函数为什么不能是虚函数

因为构造函数的一个作用就是设置虚表指针，如果把构造函数设置成虚函数，那么构造函数将在虚表中存着，那么在调用构造函数的时候，虚表指针还没有设置，这样就无法找到虚表，就无法调用构造函数，而要设置虚表指针，就必须得调用构造函数，此时就已经产生矛盾了，所以构造函数不能定义为虚函数。

有虚函数的对象创建过程

1.确定this指针。（先确定this指针才可以对之后的进行构建，靠ecx传递过来）
2.如果有虚函数，则让虚表指针指向虚函数表（存放在.data）
3.构造其它成员属性