[C++知识库]虚函数和多态性

基类指针可以指向派生类的对象，但是只能访问派生类的成员变量，不能访问派生类的成员函数。比如，在基类和派生类中，分别有一个声明相同而实现不同的成员函数，此时用基类指针指向派生类对象，派生类对象调用该函数，返回的结果却是基类函数计算的结果。

为了能让基类指针能访问派生类的成员函数，可以把在基类和派生类中原型相同的成员函数声明为虚函数。声明为虚函数后，当基类指针指向基类对象时，调用的是基类的成员函数；当基类指针指向派生类对象时，调用的是派生类的成员函数。有了虚函数，基类指针既可以实现基类的定义，又可以实现派生类的定义，这种现象就是C++多态性的一种表现。

有些情况下，把函数声明为虚函数，尽管没有语法错误，但没有意义：1）多个类之间，必须存在派生和继承的关系，把没有派生类的类成员函数声明为虚函数，不是真正意义的虚函数；2）在基类和派生类中，必须存在原型相同的成员函数，把派生类中没有重载的基类成员函数声明为虚函数，或者把基类中没有原型相同的派生类成员函数声明为虚函数，都不是真正意义的虚函数；3）不定义指向派生类的基类指针，声明的虚函数也没有实际意义。

满足了上面的前提条件，在下面的情况中，可以考虑把基类中的成员函数声明为虚函数：1）该函数的实现，可能会在派生类中被重新定义；2）该类的析构函数。而在这些情况下，不要把基类中的成员函数声明为虚函数：1）该函数的实现，肯定不会在派生类中被重新定义；2）该类的构造函数。

有几种特殊情况，特别说明：1）在基类和派生类中，存在原型相同的成员函数，如果基类的该函数被声明为虚函数，派生类的该函数即使没有被声明为虚函数，也会被默认为是虚函数；2）在基类和派生类中，存在原型相同的成员函数，如果派生类的该函数被声明为虚函数，基类的该函数没有被声明为虚函数，没有意义；3）在基类的成员函数被声明为虚函数，而在派生类中并没有重载该函数，当基类指针指向派生类时，可以调用基类的该函数。

在存在很多派生类的程序中，把在基类和派生类中原型相同的成员函数声明为虚函数，只需要定义一个基类指针，就可以访问派生类的函数；否则，每一个派生类都需要定义一个单独的指针，非常不方便。