文章目錄

• • 1 C++中的虛函數
  • • 1.1 虛函數
    • 1.2 單個類的虛函數表
    • 1.3 使用繼承的虛函數表
    • 1.4 多重繼承的虛函數表
  • 2 C++中的純虛函數

1 C++中的虛函數

1.1 虛函數

虛函數的定義：

• 在函數的返回類型之前使用virtual。
• 只在成員函數的聲明中添加virtual, 在成員函數的實現中不要加virtual。

虛函數的繼承：

• 如果某個成員函數被聲明為虛函數，那么它的子類【派生類】，以及子類的子類中，所繼承的這個成員函數，也自動是虛函數。
• 如果在子類中重寫這個虛函數，可以不用再寫virtual, 但是仍建議寫virtual, 更可讀！

C++中通過虛函數實現多態。

1.2 單個類的虛函數表

代碼如下：

#include <iostream> using namespace std;class Father { public:virtual void func1() { cout << "Father::func1" << endl; }virtual void func2() { cout << "Father::func2" << endl; }virtual void func3() { cout << "Father::func3" << endl; }void func4() { cout << "非虛函數：Father::func4" << endl; } public: //為了便于測試，特別該用publicint x = 100;int y = 200;static int z; };typedef void (*func_t)(void); int Father::z = 1; int main(void) {Father father;// 含有虛函數的對象的內存中，最先存儲的就是“虛函數表”cout << "對象地址：" << (int*)&father << endl;int* vptr = (int*)*(int*)&father;cout << "虛函數表指針vptr：" << vptr << endl;cout << "調用第1個虛函數: ";((func_t) * (vptr + 0))();cout << "調用第2個虛函數：";((func_t) * (vptr + 1))();cout << "調用第3個虛函數: ";((func_t) * (vptr + 2))();cout << "第1個數據成員的地址: " << endl;cout << &father.x << endl;cout << std::hex << (int)&father + 4 << endl;cout << "第1個數據成員的值：" << endl;cout << std::dec << father.x << endl;cout << *(int*)((int)&father + 4) << endl;cout << "第2個數據成員的地址: " << endl;cout << &father.y << endl;cout << std::hex << (int)&father + 8 << endl;cout << "第2個數據成員的值：" << endl;cout << std::dec << father.y << endl;cout << *(int*)((int)&father + 8) << endl;cout << "sizeof(father)==" << sizeof(father) << endl;Father father2;cout << "father的虛函數表：";cout << *(int*)(*(int*)&father) << endl;cout << "father2的虛函數表：";cout << *(int*)(*(int*)&father2) << endl;system("pause");return 0; }

執行效果：

VS的對象內存分布分析：
項目的命令行配置中添加： /d1 reportSingleClassLayoutFather

手繪內存分布：

結果分析：

• 對象內，首先存儲的是“虛函數表指針”，又稱“虛表指針”。然后再存儲非靜態數據成員。
• 對象的非虛函數，保存在類的代碼中！
• 對象的內存，只存儲虛函數表和數據成員（類的靜態數據成員，保存在數據區中，和對象是分開存儲的）。
• 添加虛函數后，對象的內存空間不變！僅虛函數表中添加條目。多個對象，共享同一個虛函數表！

1.3 使用繼承的虛函數表

首先看如下示例代碼：

#include <iostream> using namespace std;class Father { public:virtual void func1() { cout << "Father::func1" << endl; }virtual void func2() { cout << "Father::func2" << endl; }virtual void func3() { cout << "Father::func3" << endl; }void func4() { cout << "非虛函數：Father::func4" << endl; } public: //為了便于測試，特別該用publicint x = 100;int y = 200; };class Son : public Father { public:void func1() { cout << "Son::func1" << endl; }virtual void func5() { cout << "Son::func5" << endl; } };typedef void (*func_t)(void);int main(void) {Father father;Son son;// 含有虛函數的對象的內存中，最先存儲的就是“虛函數表”cout << "son對象地址：" << (int*)&son << endl;int* vptr = (int*)*(int*)&son;cout << "虛函數表指針vptr：" << vptr << endl;for (int i = 0; i < 4; i++) {cout << "調用第" << i + 1 << "個虛函數：";((func_t) * (vptr + i))();}for (int i = 0; i < 2; i++) {// +4 是因為先存儲了虛表指針cout << *(int*)((int)&son + 4 + i * 4) << endl;}system("pause");return 0; }

執行效果：

內存分布：

子類虛函數表的構建過程：

1.4 多重繼承的虛函數表

代碼如下：

#include <iostream>using namespace std;class Father { public:virtual void func1() { cout << "Father::func1" << endl; }virtual void func2() { cout << "Father::func2" << endl; }virtual void func3() { cout << "Father::func3" << endl; }void func4() { cout << "非虛函數：Father::func4" << endl; } public:int x = 200;int y = 300;static int z; };class Mother { public:virtual void handle1() { cout << "Mother::handle1" << endl; }virtual void handle2() { cout << "Mother::handle2" << endl; }virtual void handle3() { cout << "Mother::handle3" << endl; } public: //為了便于測試，使用public權限int m = 400;int n = 500; };class Son : public Father, public Mother { public:void func1() { cout << "Son::func1" << endl; }virtual void handle1() { cout << "Son::handle1" << endl; }virtual void func5() { cout << "Son::func5" << endl; } };int Father::z = 0;typedef void(*func_t)(void);int main(void) {Son son;int* vptr = (int*) * (int*)&son;cout << "第一個虛函數表指針：" << vptr << endl;for (int i = 0; i < 4; i++) {cout << "調用第" << i + 1 << "個虛函數:";((func_t) * (vptr + i))();}for (int i = 0; i < 2; i++) {cout << *(int*)((int)&son + 4 + i * 4) << endl;}int* vptr2 = (int*) * ((int*)&son + 3);for (int i = 0; i < 3; i++) {cout << "調用第" << i + 1 << "個虛函數:";((func_t) * (vptr2 + i))();}for (int i = 0; i < 2; i++) {cout << *(int*)((int)&son + 16 + i * 4) << endl;}system("pause");return 0; }

執行結果：

VS分析：

內存分布：

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2 C++中的純虛函數

純虛函數是指只定義原型的成員函數。一個C++類中存在純虛函數就成為了抽象類。

純虛函數的語法規則：

能夠將父類的析構函數聲明為純虛函數？
可以的，當我們將符類的析構函數聲明為純虛時，仍然需要給出父類析構函數的實現，否則鏈接報錯。此時父類仍然是抽象類，由于有了虛函數，就可以實現多態，使用父類指針釋放空間時可以正確的調用析構函數。

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參考資料：

C/C++從入門到精通-高級程序員之路【奇牛學院】

總結

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

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