c++中virtual关键字的作用_virtual关键字实现运行时多态

virtual关键字用于声明虚函数以实现运行时多态;2. 通过基类指针或引用调用虚函数时,根据实际对象类型动态调用对应版本;3. 派生类可重写基类的虚函数以实现不同行为。

c++中virtual关键字的作用_virtual关键字实现运行时多态

在C++中,virtual关键字用于实现运行时多态,这是面向对象编程的重要特性之一。它的主要作用是允许派生类重写(override)基类的函数,并在通过基类指针或引用调用该函数时,能够根据实际对象的类型动态决定调用哪个版本的函数。

virtual关键字的基本用法

当在基类中将某个成员函数声明为virtual时,该函数就成为虚函数。派生类可以重写这个函数,即使函数签名完全相同,也能实现不同的行为。

例如:

 class Base { public:     virtual void show() {         std::cout << "Base class show" << std::endl;     } }; <p>class Derived : public Base { public: void show() override { std::cout << "Derived class show" << std::endl; } };</p>

如果使用基类指针指向派生类对象并调用show():

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 Base* ptr = new Derived(); ptr->show(); // 输出:Derived class show 

由于show()是虚函数,程序在运行时会根据ptr实际指向的对象类型调用Derived::show(),这就是动态绑定晚绑定

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实现运行时多态的关键机制

虚函数的实现依赖于编译器生成的虚函数表(vtable)和每个对象中的虚函数指针(vptr)

  • 每个包含虚函数的类都有一个对应的虚函数表,表中存放了该类所有虚函数的地址。
  • 该类的每个对象都会包含一个隐藏的指针(vptr),指向其所属类的虚函数表。
  • 当通过基类指针调用虚函数时,程序通过vptr找到实际类型的vtable,再从中查找函数地址,从而调用正确的函数。

纯虚函数与抽象类

virtual还可以用来定义纯虚函数,语法为:

 virtual void func() = 0; 

含有纯虚函数的类称为抽象类,不能实例化对象。派生类必须实现所有纯虚函数,否则仍然是抽象类。这常用于定义接口或规范行为。

注意事项

使用virtual时需要注意以下几点:

  • 只有成员函数可以声明为virtual,全局函数或静态函数不行。
  • 构造函数不能是虚函数,因为对象尚未完成构造。
  • 析构函数通常应声明为virtual,特别是在基类可能被继承且通过基类指针删除对象时,避免资源泄漏。
  • 使用override关键字明确表示重写意图,有助于编译器检查错误。

基本上就这些。virtual是C++支持多态的核心机制,理解它对掌握面向对象设计至关重要。

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