C++ 虚函数和纯虚函数

C++中这两个概念不容易区分。

首先这两个函数都是为了方便使用多态这种面向对象的特性。下面将介绍两个函数的不同点。

 

虚函数：

一个类中定义了虚函数，通过指向派生类的基类指针，访问派生类中同名覆盖成员函数，也就是说派生类要实现基类中的虚函数。而且于基类中的虚函数有着不同的过程。但是在内存中如何实现的多态呢？

这里我们要说一下关于虚函数在内存中实现，首先，有一种被称为 vptr（virtual table pointer，虚函数表指针）的指针，指向一个表，vtbl（virtual table，虚函数表），表里面就是这个类的虚函数的地址。在实例化一个对象的时候，vptr和vtbl将会存到类里，也就是，如果类定义了虚函数，该类及其派生类就要生成一张虚拟函数表，即vtable。而在类的对象地址空间中存储一个该虚表的入口。当我们使用派生类调用虚函数的时候，派生类就会找到这个入口从而调用已经实现的虚函数，当我们使用基类调用虚函数的时候，基类就会找到自己的虚表的入口，然后调用自己的虚函数，这样就实现了多态。当然，虚函数的存在显得对象很“臃肿”，会损失性能，这也是虚函数实现多态的一个缺点。

纯虚函数：

许多情况下，在基类中不能对虚函数给出有意义的实现，而把它声明为纯虚函数，它的实现留给该基类的派生类去做。这时纯虚函数就像是一个没有一个实现的虚函数。但是有一点不同的是，存在纯虚函数的类不能够被实例化。存在纯虚函数的类就像java中的interface，同样是作为一种规范。现在来看感觉纯虚函数的出现并没有太多的意义。试想，有些类中的函数我们真的没有办法去描述他的过程，也真的没办法实例化。比如，我们定义cat，dog，human类派生于animal类，我们可以实例化他们，但是我们如何实例化animal？这就是纯虚函数存在的原因。纯虚函数所在的类不能实例化，所以在内存中是不存在纯虚函数的，只有纯虚函数被重写成虚函数时才出现在内存中。