C++三大特性

1.繼承
一個對象直接使用另一個對象的屬性和方法，減少重復的代碼，增加了類的耦合性。但父類通常定義了子類的部分行為，父類的改變可能影響子類的行為。
2. 多態
C++中有靜多態(編譯時多態)和動多態(運行時多態)兩種。靜多態主要通過模板來實現，宏也是實現靜多態的一種途徑，所有調用在編譯期就可確定，因此它是靜態的；動多態在C++中是通過虛函數實現的，即在基類中存在一些接口(一般為純虛函數)，子類必須重載這些接口，通過使用基類的指針或者引用指向子類的對象，通過基類指針實現調用子類對應的函數的功能，函數調用在執行期才能進行確定，所以它是動態的。

/*****靜多態*****/ #include <iostream> using namespace std;class line { public: void draw() { cout << "line is drawing!" << endl; } };class circle { public: void draw() { cout << "circle is drawing!" << endl; } };template<typename T> void drawShape(T & shape) { shape.draw(); }int main() { line lining; circle circling; drawShape( lining ); drawShape( circling );return 0; }/*****動多態*****/ #include <iostream> using namespace std;class shape { public: virtual void draw() = 0; };class line : public shape { public: void draw() { cout << "line is drawing!" << endl; } };class circle : public shape { public: void draw() { cout << "circle is drawing!" << endl; } };int main() { /*基類的指針指向子類的對象*/shape* pLine = new line; shape* pCircle = new circle;pLine->draw(); pCircle->draw(); if( pCircle ) delete pCircle ; if( pLine ) delete pLine ; /*基類的引用指向子類的對象*///line line; //circle circl; //shape& referenceLine = line; // //shape& referenceCircl = circl; //referenceLine.draw(); //referenceCircl.draw();return 0; }

動多態代碼運行結果：

3. 封裝
隱藏對象的屬性和實現細節，僅僅對外提供接口和方法。
重載：寫一個與已有函數同名但是參數表不同的函數
覆蓋：派生類中改寫基類中的虛函數

虛函數與純虛函數

虛函數使用的其核心目的是通過基類訪問派生類定義的函數(virtual)，實現了多態的機制。在使用虛函數的過程中存在兩個常見錯誤：無意的重寫(具有相同的簽名的成員函數)、虛函數簽名不匹配(函數名、參數列表 或 const 屬性不一樣)。針對上述情況，C++ 11 增加了兩個繼承控制關鍵字：override 和 final。override：防止虛函數的覆蓋，保證基類的虛函數在派生類重載；final：防止基類的虛函數在派生類重載，保證虛函數的覆蓋。

/*override：防止虛函數覆蓋*/ class Base { public:virtual void display(int x); // 虛函數 };class Derived : public Base { public:virtual void display(int x) const override; // const 屬性不一樣，新的虛函數 }/*final：防止虛函數重載*/ class Base { public:virtual void display(int x) final; // 虛函數 };class Derived : public Base { public:virtual void display(int x) override; // 重寫提示錯誤 };

當想要在基類中定義虛函數，以便在派生類中重新定義該函數更好地適用于對象，但是您在基類中又不能對虛函數給出有意義的實現，這個時候就會用到純虛函數(virtual 返回類型 函數名() = 0;)。

虛繼承

在上圖菱形繼承中，類 A 中的成員變量和成員函數繼承到類 D 中變成了兩份，在一個派生類中保留間接基類的多份同名成員，雖然可以在不同的成員變量中分別存放不同的數據，但大多數情況下這是多余的：因為保留多份成員變量不僅占用較多的存儲空間，還容易產生命名沖突。為了解決多繼承時的命名沖突和冗余數據問題，C++ 提出了虛繼承(繼承方式前面加上 virtual 關鍵字)，使得在派生類中只保留一份間接基類的成員。虛繼承機制下，不論虛基類在繼承體系中出現了多少次，在派生類中都只包含一份虛基類的成員。

虛指針與虛表

C++實現虛函數的方法是：為每個類對象添加一個隱藏成員，隱藏成員保存了一個指針，這個指針叫虛表指針(vptr)，它指向一個虛函數表(vtbl)，位于該類的首地址(系統為32位時地址為前4個字節，系統為64位時地址為前8個字節)。

基類對象包含一個虛表指針，指向基類的虛函數表，派生類對象也將包含一個虛表指針，指向派生類虛函數表，如果派生類重寫了基類的虛方法，該派生類虛函數表將保存重寫的虛函數的地址，而不是基類的虛函數地址，如果基類中的虛方法沒有在派生類中重寫，那么派生類將繼承基類中的虛方法，而且派生類中虛函數表將保存基類中未被重寫的虛函數的地址，但如果派生類中定義了新的虛方法，則該虛函數的地址也將被添加到派生類虛函數表中。
例子：

#include <iostream> int main() {class A{public:virtual void vfunc() { std::cout << "A::vfunc" << std::endl; }virtual void vfuncA() { std::cout << "A::vfuncA" << std::endl; }public:double m_data = 1.57;};class B:public A{public:virtual void vfunc() { std::cout << "B::vfunc" << std::endl; }virtual void vfuncB() { std::cout << "B::vfuncB" << std::endl; }public:double m_data = 3.14;};typedef void(*Fun)(void);//聲明一個函數指針A aObj;B bObj;A *abObj = new B;Fun pFun = NULL;//指向void* pf(void)類的函數的指針pFun/*_WIN64--只有64位程序才有,_WIN32--32位和64位程序都有*//*_WIN64 用來判斷編譯環境是 x86 還是 x64，_WIN32 可以用來判斷是否 Windows 系統*/ #if _WIN64 std::cout << "aObj實例對象的數據地址：" << &(aObj.m_data) << std::endl;std::cout << "A虛函數表的地址：" << (long long int*) * (long long int*)(&aObj) << std::endl;std::cout << "A虛函數表的第一個函數地址：" << (long long int*) * (long long int*) * (long long int*)(&aObj) << std::endl;std::cout << "A虛函數表的第二個函數地址：" << (long long int*) * ((long long int*) * (long long int*)(&aObj) + 1) << std::endl;std::cout << std::endl;std::cout << "bObj實例對象的數據地址：" << &(bObj.m_data) << std::endl;std::cout << "B虛函數表的地址：" << (long long int*) * (long long int*)(&bObj) << std::endl;std::cout << "B虛函數表的第一個函數地址：" << (long long int*) * (long long int*) * (long long int*)(&bObj) << std::endl;std::cout << "B虛函數表的第二個函數地址：" << (long long int*) * ((long long int*) * (long long int*)(&bObj) + 1) << std::endl;std::cout << "B虛函數表的第三個函數地址：" << (long long int*) * ((long long int*) * (long long int*)(&bObj) + 2) << std::endl;std::cout << std::endl;//再次取址得到第一個虛函數的地址//A第一個虛函數pFun = (Fun) * (long long int*) * (long long int*)(&aObj);pFun();//A第二個虛函數pFun = (Fun) * ((long long int*) * (long long int*)(&aObj) + 1);pFun();std::cout << std::endl;//B第一個虛函數pFun = (Fun) * (long long int*) * (long long int*)(&bObj);pFun();//B第二個虛函數pFun = (Fun) * ((long long int*) * (long long int*)(&bObj) + 1);pFun();//B第三個虛函數pFun = (Fun) * ((long long int*) * (long long int*)(&bObj) + 2);pFun();std::cout << std::endl;//基類指針指向派生類，調用派生類函數vfunc()aObj.vfunc();abObj->vfunc();#elsestd::cout << "aObj實例對象的數據地址：" << &(aObj.m_data) << std::endl;std::cout << "A虛函數表的地址：" << (int*)*(int*)(&aObj) << std::endl;std::cout << "A虛函數表的第一個函數地址：" << (int*)*(int*)*(int*)(&aObj) << std::endl;std::cout << "A虛函數表的第二個函數地址：" << (int*)*((int*)*(int*)(&aObj) + 1) << std::endl;std::cout << std::endl;std::cout << "bObj實例對象的數據地址：" << &(bObj.m_data) << std::endl;std::cout << "B虛函數表的地址：" << (int*)*(int*)(&bObj) << std::endl;std::cout << "B虛函數表的第一個函數地址：" << (int*)*(int*)*(int*)(&bObj) << std::endl;std::cout << "B虛函數表的第二個函數地址：" << (int*)*((int*)*(int*)(&bObj) + 1) << std::endl;std::cout << "B虛函數表的第三個函數地址：" << (int*)*((int*)*(int*)(&bObj) + 2) << std::endl;std::cout << std::endl;//再次取址得到第一個虛函數的地址//A第一個虛函數pFun = (Fun) * (int*)*(int*)(&aObj);pFun();//A第二個虛函數pFun = (Fun) * ((int*)*(int*)(&aObj) + 1);pFun();std::cout << std::endl;//B第一個虛函數pFun = (Fun) * (int*)*(int*)(&bObj);pFun();//B第二個虛函數pFun = (Fun) * ((int*)*(int*)(&bObj) + 1);pFun();//B第三個虛函數pFun = (Fun) * ((int*)*(int*)(&bObj) + 2);pFun();std::cout << std::endl;//基類指針指向派生類，調用派生類函數vfunc()aObj.vfunc();abObj->vfunc(); #endifdelete abObj;return 0; }

運行結果：

上例虛函數存儲方式如圖所示：

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C++虚函数的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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