#include <iostream>

using namespace std;

class A
{
public:
	void show()
	{
		cout << "A show" << endl;
	}
};

class B :public A
{
public:
	void show()
	{
		cout << "B show" << endl;
	}
};

int main()
{
	B b;

	A* a = &b;	//A类对象指针指向B类对象
	a->show();    //输出A show

	return 0;
}

动态类型(多态实现)

此时我们只需要将基类中的show前加上virtual就可以实现多态,也就是动态类型(在运行阶段确定调用哪个函数)

#include <iostream>

using namespace std;

class A
{
public:
	virtual void show()
	{
		cout << "A show" << endl;
	}
};

class B :public A
{
public:
	void show()
	{
		cout << "B show" << endl;
	}
};

int main()
{
	B b;

	A* a = &b;	//A类对象指针指向B类对象
	a->show();    //输出B show

	return 0;
}

虚函数表(vtable)

编译器在基类中发现有虚函数时,会为包含虚函数的类创建一个虚函数表(vtable),该表其实就是一个一维数组,每个数组元素都是一个虚函数地址.

定位虚函数

在有虚函数的类中,编译器会另外为每一个对象提供一个虚函数表指针(vptr),这个指针指向了对象所属类的虚函数表.在程序运行时,会根据对象的类型初始化vptr,从而正确的指向虚函数表,调用正确的函数.

上述代码中指针a指向派生类B,则vptr指向派生类B中的vtable,当调用函数show时,会根据函数地址找到派生类B中的show函数.

虚函数初始化时间

在构造函数中进行vtable的创建和初始化,

构造派生类对象时,会先构造基类.也就是说会先将vptr指向基类的vtable,之后在构造子类对象的时候子类的vptr才会被初始化指向自己的vtable.(因为顺序执行编译器不知道子类是否存在)

虚函数表的特点

vtable可以继承,如果派生类没有重写虚函数,则派生类的vtable仍然使用该地址,只是这个地址的指向是由基类的vtable实现的.

基类中的虚函数地址可以被继承,派生类没有重写会由基类的vtable来实现.如果重写会修改vtable中的地址,由自身的vtable类实现.如果派生类有自己的虚函数,则会在自身的vtable中添加该函数地址.

基类和派生类的vtable中函数地址排列顺序是相同的.

虚函数应用

在面向对象程序设计中,类的继承是经常出现的.目的是保留基类的特性,可以大大减少新类的开发时间.可是从基类继承的成员很多时候不能完全满足派生类的需求,利用虚函数可以很好的解决这个问题.(当然了不同的函数名,数据名也可以实现但是会为开发带来重多不便)

纯虚函数

纯虚函数只需要声明即可

纯虚函数的基类(虚基类,抽象类)不能创建对象,但是可以创建对象的指针.

纯虚函数和虚函数的区别就在于,虚函数的基类可以创建对象,而纯虚函数的基类不能创建对象.

纯虚函数声明方法

virtual 返回值函数名(参数列表) = 0;

纯虚函数特点

只需声明,不用实现,也就是不需要函数体

在形参列表后加 = 0 ,这样可以告诉编译器这是一个虚函数

因为只有声明,纯虚函数不能被调用,只有在派生类中进行重写才可以被使用.

如果基类中是纯虚函数,则派生类继承下去的任然是纯虚函数.

虚析构函数

当派生类释放对象时,会先调用派生类析构函数,然后调用基类析构函数.

但是如果对象开辟在堆上,定义一个基类的指针指向派生类.delete这个指针的时候如果不是虚析构函数,只会调用基类的析构函数,不会调用派生类的析构函数.会造成内存泄漏(这个是实际中C++坑最多的地方),但是如果使用虚析构函数就不会出现这种问题.

#include <iostream>

using namespace std;

class A
{
public:
	A()
	{
		cout << "A constructor" << endl;
	}

	~A()
	{
		cout << "A destructor" << endl;
	}
};

class B :public A
{
public:
	B()
	{
		cout << "B constructor" << endl;
	}

	~B()
	{
		cout << "B destructor" << endl;
	}
};

int main()
{
	A* a = new B;
	delete a;

	return 0;
}

?当使用虚析构函数时

#include <iostream>

using namespace std;

class A
{
public:
	A()
	{
		cout << "A constructor" << endl;
	}

	virtual ~A()
	{
		cout << "A destructor" << endl;
	}
};

class B :public A
{
public:
	B()
	{
		cout << "B constructor" << endl;
	}

	~B()
	{
		cout << "B destructor" << endl;
	}
};

int main()
{
	A* a = new B;
	delete a;

	return 0;
}