详解C++编程中的虚函数

2020-01-06 13:45:07丽君

看!这就是虚函数的奇妙作用。现在用同一个指针变量(指向基类对象的指针变量),不但输出了学生stud1的全部数据,而且还输出了研究生grad1的全部数据,说明已调用了grad1的display函数。用同一种调用形式“pt->display()”,而且pt是同一个基类指针,可以调用同一类族中不同类的虚函数。这就是多态性,对同一消息,不同对象有 不同的响应方式。

说明:本来基类指针是用来指向基类对象的,如果用它指向派生类对象,则进行指针类型转换,将派生类对象的指针先转换为基类的指针,所以基类指针指向的是派生类对象中的基类部分。在程序修改前,是无法通过基类指针去调用派生类对象中的成员函数的。虚函数突破了这一限制,在派生类的基类部分中,派生类的虚函数取代了基类原来的虚函数,因此在使基类指针指向派生类对象后,调用虚函数时就调用了派生类的虚函数。 要注意的是,只有用virtual声明了虚函数后才具有以上作用。如果不声明为虚函数,企图通过基类指针调用派生类的非虚函数是不行的。

虚函数的以上功能是很有实用意义的。在面向对象的程序设计中,经常会用到类的继承,目的是保留基类的特性,以减少新类开发的时间。但是,从基类继承来的某些成员函数不完全适应派生类的需要,例如在例中,基类的display函数只输出基类的数据,而派生类的display函数需要输出派生类的数据。过去我们曾经使派生类的输出函数与基类的输出函数不同名(如display和display1),但如果派生的层次多,就要起许多不同的函数名,很不方便。如果采用同名函数,又会发生同名覆盖。

利用虚函数就很好地解决了这个问题。可以看到:当把基类的某个成员函数声明为虚函数后,允许在其派生类中对该函数重新定义,赋予它新的功能,并且可以通过指向基类的指针指向同一类族中不同类的对象,从而调用其中的同名函数。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:

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。

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。