虚函数的作用

虚函数的作用是允许在派生类中重新定义与基类同名的函数，并且可以通过基类指针或引用来访问基类和派生类中的同名函数。

 

例：基类与派生类中有同名函数。

在下面的程序中 Student 是基类， Graduate 是派生类，它们都有 display 这个同名的函数。

#include <iostream>

#include <string>

using namespace std;

// 声明基类 Student

class Student

{public:

   Student(int, string,float);// 声明构造函数

   void display( );                                             // 声明输出函数

  protected:                                      // 受保护成员，派生类可以访问

   int num;

   string name;

   float score;

 };

//Student 类成员函数的实现

Student::Student(int n, string nam,float s)                     // 定义构造函数

 {num=n;name=nam;score=s;}

void Student::display( )                                        // 定义输出函数

{cout<< ″ num: ″ <<num<< ″ \\nname: ″ <<name<< ″ \\nscore: ″ <<score<< ″ \\n\\n ″ ; }

 

// 声明公用派生类 Graduate

class Graduate:public Student

{public:

   Graduate(int, string, float, float);                          // 声明构造函数

   void display( );                                             // 声明输出函数

private:

  float pay;

};

// Graduate 类成员函数的实现

void Graduate::display( )                                       // 定义输出函数

 {cout<< ″ num: ″ <<num<< ″ \\nname: ″ <<name<< ″ \\nscore: ″ <<score<< ″ \\npay= ″ <<pay<<endl;}

Graduate::Graduate(int n, string nam,float s,float p):Student(n,nam,s),pay(p){ }

// 主函数

int main()

 {Student stud1(1001, ″ Li ″ ,87.5);                   // 定义 Student 类对象 stud1

  Graduate grad1(2001, ″ Wang ″ ,98.5,563.5);          // 定义 Graduate 类对象 grad1

  Student *pt=&stud1;                            // 定义指向基类对象的指针变量 pt

  pt->display( );

  pt=&grad1;

  pt->display( );

  return 0;

 }

运行结果如下，请仔细分析。

num:1001(stud1 的数据 )

name:Li

score:87.5

num:2001                  (grad1 中基类部分的数据 )

name:wang

score:98.5

 

下面对程序作一点修改，在 Student 类中声明 display 函数时，在最左面加一个关键字 virtual ，即

virtual void display( );

这样就把 Student 类的 display 函数声明为虚函数。程序其他部分都不改动。再编译和运行程序，请注意分析运行结果 :

num:1001(stud1 的数据 )

name:Li

score:87.5

 

num:2001                  (grad1 中基类部分的数据 )

name:wang

score:98.5

pay=1200                   ( 这一项以前是没有的 )

 

由虚函数实现的动态多态性就是 : 同一类族中不同类的对象，对同一函数调用作出不同的响应。虚函数的使用方法是 :

(1) 在基类用 virtual 声明成员函数为虚函数。这样就可以在派生类中重新定义此函数，为它赋予新的功能，并能方便地被调用。

在类外定义虚函数时，不必再加 virtual 。

(2) 在派生类中重新定义此函数，要求函数名、函数类型、函数参数个数和类型全部与基类的虚函数相同，并根据派生类的需要重新定义函数体。

C++ 规定，当一个成员函数被声明为虚函数后，其派生类中的同名函数都自动成为虚函数。因此在派生类重新声明该虚函数时，可以加 virtual ，也可以不加，但习惯上一般在每一层声明该函数时都加 virtual ，使程序更加清晰。

如果在派生类中没有对基类的虚函数重新定义，则派生类简单地继承其直接基类的虚函数。

(3) 定义一个指向基类对象的指针变量，并使它指向同一类族中需要调用该函数的对象。

(4) 通过该指针变量调用此虚函数，此时调用的就是指针变量指向的对象的同名函数。

通过虚函数与指向基类对象的指针变量的配合使用，就能方便地调用同一类族中不同类的同名函数，只要先用基类指针指向即可。如果指针不断地指向同一类族中不同类的对象，就能不断地调用这些对象中的同名函数。这就如同前面说的，不断地告诉出租车司机要去的目的地，然后司机把你送到你要去的地方。

需要说明；有时在基类中定义的非虚函数会在派生类中被重新定义，如果用基类指针调用该成员函数，则系统会调用对象中基类部分的成员函数；如果用派生类指针调用该成员函数，则系统会调用派生类对象中的成员函数，这并不是多态性行为 ( 使用的是不同类型的指针 ), 没有用到虚函数的功能。

以前介绍的函数重载处理的是同一层次上的同名函数问题，而虚函数处理的是不同派生层次上的同名函数问题，前者是横向重载，后者可以理解为纵向重载。但与重载不同的是 : 同一类族的虚函数的首部是相同的，而函数重载时函数的首部是不同的 ( 参数个数或类型不同 ) 。