C++ 虚函数与纯虚函数浅析

约定不等于承诺〃 2022-08-02 15:44 221阅读 0赞

**【摘要】**

**在虚函数与纯虚函数的学习中，要求理解虚函数与纯虚函数的定义，了解虚函数与纯虚函数在实例化上的差异，掌握两者在实现上的必要性，熟悉纯虚函数在子类与孙类的函数类型。本文即针对上述问题展开阐述。**

**【正文】**

> 1）虚函数与纯虚函数有什么区别？  
>  **虚函数** ，不代表函数为不被实现的函数，为了允许用基类的指针来调用子类的这个函数；允许被其子类重新定义的成员函数。  
>  **纯虚函数** ，代表函数没有被实现，为了实现一个接口，起到一个规范的作用，规范继承这个类的程序员必须实现这个函数。  
>  2）虚就虚在所谓“ **推迟联编** ”或者“ **动态联编** ”上，一个类函数的调用并不是在编译时刻被确定的，而是在运行时刻被确定的。由于编写代码的时候并不能确定被调用的是基类的函数还是哪个派生类的函数，所以被成为“虚”函数。  
>  3）纯虚函数的 **定义** ：  
>  纯虚函数是在基类中声明的虚函数，**它在基类中没有定义，但要求任何派生类都要定义自己的实现方法。**在基类中实现纯虚函数的方法是在函数原型后加“=0”
> 
>     virtual void funtion()=0;
> 
> 4）定义纯虚函数的目的：使派生类仅仅只是继承函数的接口。让所有的类对象（主要是派生类对象）都可以执行纯虚函数的动作，但类无法为纯虚函数提供一个合理的缺省实现。**所以，类纯虚函数的声明就是在告诉子类的设计者，“你必须提供一个纯虚函数的实现，但我不知道你会怎样实现它”。**
> 
> **个别纯虚函数的引入，是出于两个目的**  
>  ①为了安全，因为，避免任何需要明确，但是因为不小心而导致未知的结果，提醒子类去做应做的实现；  
> ②为了效率，不是程序执行的效率，而是为了编码的效率。
> 
> 5）纯虚函数**最显著的特征**是：它们必须在继承类中重新声明函数，而且它们在抽象类中往往没有定义。

**深入总结虚函数和纯虚函数**

> 1）纯虚函数声明如下：`virtual void funtion1()=0;` 纯虚函数一定没有定义，**纯虚函数用来规范派生类的行为，即接口。**包含纯虚函数的类是抽象类，**抽象类不能定义实例**，**但可以声明指向实现该抽象类的具体类的指针或引用。**  
> 
> 
> 2）虚函数声明如下：`virtual ReturnType FunctionName(Parameter);`**虚函数必须实现**，如果不实现，编译器将报错，错误提示为：`error LNK****: unresolved external symbol "public: virtual void __thiscall ClassName::virtualFunctionName(void)"`
> 
> 3）对于虚函数来说，父类和子类都有各自的版本。**由多态方式调用的时候动态绑定。**  
> 4）**实现了纯虚函数的子类，该纯虚函数在子类中就变成了虚函数，**子类的子类即孙子类可以覆盖该虚函数，由多态方式调用的时候动态绑定。  
> 5）虚函数是C++中用于实现多态(polymorphism)的机制。核心理念就是**通过基类访问派生类定义的函数。**  
> 6）在有动态分配堆上内存的时候，析构函数必须是虚函数，但没有必要是纯虚的。  
> 7）**友元不是成员函数，只有成员函数才可以是虚拟的，因此友元不能是虚拟函数。**但可以通过让友元函数调用虚拟成员函数来解决友元的虚拟问题。  
> 
> 
> 8）**析构函数应当是虚函数**，将调用相应对象类型的析构函数，因此，如果指针指向的是子类对象，将调用子类的析构函数，然后自动调用基类的析构函数。  
>

【注】

> **纯虚函数不能实例化一个对象**
> 
>     #include <iostream>
>     using namespace std;
>     class Shape
>     {
>         public:
>             Shape(){}
>             ~Shape(){}
>             virtual void Draw() = 0;   
>     };
>     int main()
>     {
>         Shape s1;
>     }
> 
> **错误：因为Shape 不能实例化一个对象，所以要改成虚函数 virtual void Draw()\{\};**