关于c++virtual的信息

简介：

C++作为一门常用的编程语言，为了更好地模拟现实世界中的情况，提供了一些非常有用的特性，例如虚函数。本文将介绍C++中的虚函数及其使用。

多级标题：

1. 什么是虚函数？

2. 如何声明和定义虚函数？

3. 虚函数与多态性

a. 多态性的基本概念

b. 多态性的实现

4. 虚析构函数

5. 虚函数的优缺点

正文：

1. 什么是虚函数？

虚函数是一种允许重载的C++中的函数，它被声明为virtual，并由派生类重写（override）。当程序运行时，它会根据对象类型来选择正确的函数实现。理解虚函数非常有助于理解多态性。

2. 如何声明和定义虚函数？

虚函数可以通过在声明时在关键字“virtual”前面加上来声明。例如，一个简单的虚函数可以这样写：

```

class Base {

public:

virtual void show() {

cout << "Base class\n";

}

};

```

在这个例子中，show()是一个虚函数，在Base中声明。我们可以在许多派生类中重写这个函数，以便让这个函数在运行时动态地分配到它所属的对象。

3. 虚函数与多态性

a. 多态性的基本概念

多态性是C++的另一个重要特性，允许同一类型的不同对象具有不同的表现形式。多态性是通过使用虚函数来实现的。一个示例可能是：

```

class Base {

public:

void fun1() {

cout << "Base class\n";

}

virtual void fun2() {

cout << "Base class\n";

}

};

class Derived : public Base {

public:

void fun1() {

cout << "Derived class\n";

}

void fun2() {

cout << "Derived class\n";

}

};

int main() {

Base* b;

Derived d;

b = &d;

b->fun1();

b->fun2();

```

输出结果如下：

```

Base class

Derived class

```

在这个例子中，fun1()是一个非虚函数，而fun2()是一个虚函数。当我们调用b->fun1()时，程序会打印Base 类，而不是Derived 类。这就是为什么我们称fun1()不具有多态性的原因。

b->fun2()调用的是Derived类中定义的fun2()函数。这表明程序知道如何根据对象类型选择正确的虚函数实现。

b. 多态性的实现

在C++中实现多态性的关键是将函数声明为虚函数。虚函数不仅允许派生类根据需要重写函数，而且还允许每个派生类将函数实现为相应的实现。

4. 虚析构函数

虚析构函数用于防止在基类指针上删除一个派生类对象。如果创建一个派生类对象并将其赋给一个基类指针，当使用delete时，会调用基类的析构函数而不是派生类的析构函数，从而导致内存泄漏。

```

class Base {

public:

virtual ~Base() { }

};

class Derived : public Base {

public:

~Derived() {

cout << "Derived class destructor\n";

}

};

int main() {

Base* b = new Derived;

delete b;

```

在这个例子中，类Base的析构函数声明为虚函数。这样，当使用delete删除Derived类对象时，程序会慎重考虑，并调用Derived类的析构函数。

5. 虚函数的优缺点

虚函数的优点在于它们允许行为从基类传递到派生类，同时确保正确的函数被调用。虚函数的缺点是，它们会导致函数调用变慢。当虚函数被调用时，程序需要在运行时查找实际的函数实现，这可能会导致可观的开销。

总结：

本文介绍了C++中的虚函数及其使用。通过声明和定义虚函数，我们可以实现多态性，在程序运行时动态地选择正确的函数实现。此外，我们还介绍了虚析构函数和虚函数的优缺点。