C++虛函數

C++中虛函數的做用主要是實現了多態的機制，核心理念就是經過基類訪問派生類定義的函數。多態也就是用父類型別的指針指向其子類的實例，而後經過父類的指針調用實際子類的成員函數。這種技術可讓父類的指針有「多種形態」，這是一種泛型技術。所謂泛型技術，也就是試圖使用不變的代碼來實現可變的算法。好比：模板技術、RTTI技術，虛函數技術，要麼是試圖作到在編譯時決議，要麼試圖作到運行是決議。

靜態多態與動態多態：

靜態多態，也叫早綁定，也就是說程序在編譯階段根據參數個數肯定調用那個函數，例如

class Rect       //矩形類
{
public:
    int calcArea(int width);
    int calcArea(int width,int height);
};

int main()
{
    Rect.rect;
    rect.calcArea(10);
    rect.calcArea(10,20);
    return 0;
}

動態多態，也叫晚綁定，是以封裝和繼承爲基礎，在運行時才決定調用那個函數，例如：

class Shape
{
public:
    virtual double calcArea();//虛函數
}；

class Circle:public Shape
{
public:
    Circle(double r);
    double calcArea();
};

class Rect:public Shape
{
    Rect(double width,double height);
    double calcArea();
};

int main()
{
    Shape *shape1 = new Circle(4.0);
    Shape *shape2 = new Rect(3.0,5.0);
    shape1->calcArea();
    shape2->calcArea();
    return 0;
}

注意：

1.基類聲明的虛函數，在派生類中也是虛函數，即便再也不使用virtual關鍵字，虛函數也實現了動態多態的方式，如上述main函數中，shape1和shape2分別調用各自成員calcArea函數；

2.若是基類沒有用virtual修飾，即爲普通成員函數時，這時在main函數中，shape1和shape2調用的則爲基類的calcArea函數；

重載與重寫：

重載(overload)，是指編寫一個與已有函數同名但參數表不一樣的函數；

重寫(override)，也稱爲「覆蓋」，是指派生類重寫基類的虛函數，重寫的函數必須有一致的參數表和返回值；

父類和子類出現同名函數稱爲隱藏。

    父類對象.函數函數名(...);                                   //調用父類的函數
    子類對象.函數名(...);                                         //調用子類的函數
    子類對象.父類名::函數名(...);                              //子類調用從父類繼承來的函數。

父類和子類出現同名虛函數稱爲覆蓋
    父類指針 = new 子類名(...); 父類指針->函數名(...);//調用子類的虛函數。

virtual關鍵字：

純虛函數，標誌自己爲一個抽象類，不能直接實例化，是用於規範派生類的行爲，實際上就是告訴派生類必須實現相同的函數接口

class Shape
{
public:
    virtual double calcArea()=0;   // =0標誌一個虛函數爲純虛函數
};

虛析構函數，析構函數能夠是虛的，甚至是純虛的，一個若是用做於其餘類的基類時，它的析構函數必須是虛的，不然會致使內存泄漏，例如

class Shape
{
public:
    //virtual ~Shape();
    ~Shape();
};

class Circle:public Shape
{
public:
    Circle(int x, int y, double r);
    ~Circle();
    virtual double calcArea();
    
private:
    double mRadius;
    Coordinate *mpCenter;      //座標類指針
};

Circle::Circle(int x, int y, double r)
{
    mpCenter = new Coordinate(x,y);
    mRadius = r ;
}

Circle::~Circle()
{
    delete m_pCenter;
    mpCenter = nullptr;
}

int main()
{
    Shape *shape = new Circle(3, 5, 4.0);
    shape->calcArea();
    delete shape;
    shape = nullptr;
    return 0;
}

上面的程序中，若是在圓形的類中定義一個圓心的座標，而且座標是在堆中申請的內存，則在mian函數中經過父類指針操做子類對象的成員函數的時候是沒有問題的，但是在銷燬對象內存的時候則只是執行了父類的析構函數，子類的析構函數卻沒有執行，這會致使內存泄漏。

若是delete後邊跟父類的指針則只會執行父類的析構函數，若是delete後面跟的是子類的指針，那麼它即會執行子類的析構函數，也會執行父類的析構函數。

virtual在函數中的使用限制：

普通函數不能是虛函數，也就是說這個函數必須是某一個類的成員函數，不能夠是一個全局函數，不然會致使編譯錯誤。
靜態成員函數不能是虛函數 static成員函數是和類同生共處的，他不屬於任何對象，使用virtual也將致使錯誤。
內聯函數不能是虛函數 若是修飾內聯函數 若是內聯函數被virtual修飾，計算機會忽略inline使它變成存粹的虛函數。
構造函數不能是虛函數，不然會出現編譯錯誤。

虛函數表：
虛函數(Virtual Function)是經過一張虛函數表(Virtual Table)來實現的。簡稱爲V-Table。在這個表中，主是要一個類的虛函數的地址表，這張表解決了繼承、覆蓋的問題，保證其容真實反應實際的函數。這樣，在有虛函數的類的實例中這個表被分配在了這個實例的內存中，因此，當咱們用父類的指針來操做一個子類的時候，這張虛函數表就顯得由爲重要了，它就像一個地圖同樣，指明瞭實際所應該調用的函數。

1.通常狀況下，在虛函數表中，虛函數按照其聲明順序存放的，父類的虛函數在子類的虛函數前面；

2.若是子類中有虛函數重載了父類的虛函數，覆蓋的函數被放到了虛表中原來父類虛函數的位置，沒有被覆蓋的函數依舊；

3.若是是多重繼承(無虛函數覆蓋)，每一個父類都有本身的虛表，子類的成員函數被放到了第一個父類(所謂的第一個父類是按照聲明順序來判斷的)的表中；

4.若是是多重繼承(有虛函數覆蓋)，每一個父類虛函數表中的位置被替換成了子類的函數指針。這樣，咱們就能夠任一靜態類型的父類來指向子類，並調用子類的函數；