C++ | 虚函数 | 问题13

在C++中，虚函数的作用是实现多态性。当我们用基类指针或引用指向派生类对象时，虚函数会被动态绑定到派生类对象中的实现。

什么是虚函数？

虚函数是在基类中声明的成员函数，带有关键字 virtual。派生类可以覆盖基类中的虚函数，提供自己的实现。

class Shape {
public:
   virtual void draw() {
      std::cout << "Shape::draw()" << std::endl;
   }
};

class Circle : public Shape {
public:
   void draw() {
      std::cout << "Circle::draw()" << std::endl;
   }
};

Shape *shape = new Circle;
shape->draw(); // 输出 Circle::draw()

在上面的例子中，Shape 类中的 draw() 函数被声明为虚函数。Circle 类重写了 Shape 类的 draw() 函数，实现了自己的版本。当使用基类指针指向一个 Circle 类的实例时，Circle 类的版本被调用，输出 Circle::draw()。

什么是纯虚函数？

纯虚函数是没有实现体的虚函数，它们的声明以 = 0 结尾。

class Shape {
public:
   virtual void draw() = 0;
};

上述代码中的 draw() 函数被声明为纯虚函数。这意味着它没有实现体，必须由派生类提供实现。

为什么要使用虚函数？

使用虚函数的主要原因是实现多态性。当我们使用基类指针或引用指向派生类对象时，虚函数会被动态绑定到派生类对象中的实现。

Shape *shape;
shape = new Circle;
shape->draw(); // 输出 Circle::draw()

shape = new Square;
shape->draw(); // 输出 Square::draw()

在上述代码中，shape 可以指向不同的派生类对象，在调用 draw() 函数时会根据实际的派生类类型选择正确的实现。

总结

虚函数是实现多态性的重要机制。在使用基类指针或引用指向派生类对象时，虚函数会被动态绑定到派生类对象中的实现。从而实现了运行时多态。纯虚函数则是定义接口的重要方式，它们没有实现体，必须由派生类提供实现。