虚函数是指一个类中你希望重载的成员函数,当你用一个基类指针或引用指向一个继承类对象的时候,你调用一个虚函数,实际调用的是继承类的版本。
——摘自MSDN
一、引入原因:
1、为了方便使用多态特性,我们常常需要在基类中定义虚拟函数。
2、在很多情况下,基类本身生成对象是不合情理的。例如,动物作为一个基类可以派生出老虎、孔雀等子类,但动物本身生成对象明显不合常理。
为 了解决上述问题,引入了纯虚函数的概念,将函数定义为纯虚函数(方法:virtual ReturnType Function()= 0;),则编译器要求在派生类中必须予以重载以实现多态性。同时含有纯虚拟函数的类称为抽象类,它不能生成对象。这样就很好地解决了上述两个问题。
二、纯虚函数实质:
类中含有纯虚函数则它的VTABLE表不完全,有一个空位,所以,不能生成对象(编译器绝对不允许有调用一个不存在函数的可能)。在它的派生类中,除非重载这个函数,否则,此派生类的VTABLE表亦不完整,亦不能生成对象,即它也成为一个纯虚基类。
三、 虚函数与构造、析构函数:
1、构造函数本身不能是虚拟函数;并且虚机制在构造函数中不起作用(在构造函数中的虚拟函数只会调用它的本地版本)。
想一想,在基类构造函数中使用虚机制,则可能会调用到子类,此时子类尚未生成,有何后果!?。
2、析构函数本身常常要求是虚拟函数;但虚机制在析构函数中不起作用。
若类中使用了虚拟函数,析构函数一定要是虚拟函数,比如使用虚拟机制调用delete,没有虚拟的析构函数,怎能保证delete的是你希望delete的对象。
虚机制也不能在析构函数中生效,因为可能会引起调用已经被delete掉的类的虚拟函数的问题。
四、对象切片:
向上映射(子类被映射到父类)的时候,会发生子类的VTABLE 完全变成父类的VTABLE的情况。这就是对象切片。
原因:向上映射的时候,接口会变窄,而编译器绝对不允许有调用一个不存在函数的可能,所以,子类中新派生的虚拟函数的入口在VTABLE中会被强行“切”掉,从而出现上述情况。
五、虚拟函数使用的缺点
优点讲了一大堆,现在谈一下缺点,虚函数最主要的缺点是执行效率较低,看一看虚拟函数引发的多态性的实现过程,你就能体会到其中的原因。
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