C++虚函数【Java有虚函数吗？】

 

1，简单介绍

　　定义在基类中的函数，子类必须对其进行覆写！【必须对其进行覆写？！】——Java中的接口、Abstract方法中的抽象类也有这样的要求。

　　C++中定义：

virtual void deal();//子类必须要对这个函数进行覆写

 

2，主要作用

　　（1）定义子类对象，并调用对象中未被子类覆盖的基类函数A。同时在该函数A中，又调用了已被子类覆盖的基类函数B。那此时将会调用基类中的函数B，可我们本应该调用的是子类中的覆盖函数B。虚函数即能解决这个问题。

　　①没有使用虚函数的例子：

#include<iostream>
using namespace std;
class Father                    //基类 Father
{
public:
    void display() {cout<<"Father::display()\n";}
    //在函数中调用了，子类覆盖基类的函数display() 
    void fatherShowDisplay() {display();} 
};

class Son:public Father                 //子类Son 
{
public:
    //重写基类中的display()函数
    void display() {cout<<"Son::display()\n";}
};

int main()
{
    Son son;        //子类对象 
    son.fatherShowDisplay();    //通过基类中未被覆盖的函数，想调用子类中覆盖的display函数 
}

　　输出结果为：Father::display()　　

　　期望出现的结果应该为：Son::display

　　问题出现啦：

　　子类Son继承父类Father，并且覆写了父类中的dispaly方法，讲道理我们后续调用子类中的dispaly方法应该想要使用我们覆写的方法；

　　但是由于我们调用的父类中未被覆写的fatherShowDisplay方法调用了父类的display方法，所以导致程序调用的时候调用了父类的display方法!

　　通俗说法①：我们国家数据局早已经更新【覆写】了国民经济指数，但是你局里员工【内部其他方法】给外人调数据的时候还是调用的以前的老旧数据！！！这样不太合适吧！

 

　　②使用虚函数的情况，再来看看输出结果

#include<iostream>
using namespace std;
class Father                    //基类 Father
{
public:
    virtual void display() {cout<<"Father::display()\n";}
    //在函数中调用了，子类覆盖基类的函数display() 
    void fatherShowDisplay() {display();} 
};

class Son:public Father                 //子类Son 
{
public:
    //重写基类中的display()函数
    void display() {cout<<"Son::display()\n";}
};

int main()
{
    Son son;        //子类对象 
    son.fatherShowDisplay();    //通过基类中未被覆盖的函数，想调用子类中覆盖的display函数 
}

　　输出结果为：Son::display()

　　输出结果是我们期望的结果。

　　③先不查资料，自己在Java中实现上面①中的函数看看输出结果

class Father{
    public void display(){
        System.out.println("父类显示000000000");
    }
    public void fatherShowDisplay(){
        display();
    }
}

class Son extends Father{
    @Override/
    public void display() {
        System.out.println("子类显示111111111");
    }
}



public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Father father=new Father();
        Son son=new Son();

        father.fatherShowDisplay();
        son.fatherShowDisplay();
    }
}

　　显示结果【Java没有出现C++中遇到的相关问题！】：

父类显示000000000
子类显示111111111

 

　　（2）在使用指向子类对象的基类指针，并调用子类中的覆盖函数时，如果该函数不是虚函数，那么将调用基类中的该函数；如果该函数是虚函数，则会调用子类中的该函数。

　　①有使用虚函数的例子

#include<iostream>
using namespace std;
class Father                    //基类 Father
{
public:
    void display()
    {cout<<"Father::display()\n";}
};

class Son:public Father                 //子类Son 
{
public:
    void display()          //覆盖基类中的display函数 
    {cout<<"Son::display()\n";}
};

int main()
{
    Father *fp;     //定义基类指针 
    Son son;        //子类对象 
    fp=&son;        //使基类指针指向子类对象 
    fp->display();  //通过基类指针想调用子类中覆盖的display函数 
}

　　输出结果：Father::display()

　　果然是调用了父类中的原始方法，没有调用子类覆写的方法

　　②使用虚函数的例子

#include<iostream>
using namespace std;
class Father                    //基类 Father
{
public:
    void virtual display()  //定义了虚函数
    {cout<<"Father::display()\n";}
};

class Son:public Father //子类Son 
{
public:
    void display()          //覆盖基类中的display函数 
    {cout<<"Son::display()\n";}
};

int main()
{
    Father *fp;     //定义基类指针 
    Son son;        //子类对象 
    fp=&son;        //使基类指针指向子类对象 
    fp->display();  //通过基类指针想调用子类中覆盖的display函数 
}

　　使用虚函数的输出结果：Son::display()

　　确实调用的子类覆写方法

　　通俗说法②：现在一名将军【本质上也是士兵】-用手指指着【指针】-士兵【实例化对象】的询问名字【调用方法】，一对父子也在军队中服役，当询问老父亲【父类对象】的名字的时候，父亲向将军报上自己的名字；当询问儿子【子类对象】的名字时，他竟然报了他爹的名字！！！

　　③Java中的例子【Java对象引用-C++指针】

class Father{
    public void display(){
        System.out.println("父类显示000000000");
    }
    public void fatherShowDisplay(){
        display();
    }
}

class Son extends Father {
    @Override
    public void display() {
        System.out.println("子类显示111111111");
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
//        Father son=new Son();//这种和下面的其实是一样的，【对象向上转型】

        Father father=new Father();
        father.fatherShowDisplay();

        father=new Son();
        father.fatherShowDisplay();
        
    }
}

程序输出：

父类显示000000000
子类显示111111111

　　这种情况下，Java依然没有C++虚函数那样的问题！！！

3、实际意义

　　通过2-主要作用，他解决的问题知道：虚函数是为了解决子类覆写方法的一致性，一旦覆写后续调用全部都使用最新的方法，不出现调用以前方法的情况！对比一下Java语言中的方法覆写！

　虚函数就是为了解决编程中的多态特性吗！

4，实现原理

　　动态连编，在运行的时候确定该调用哪个函数。

　　由于子类中存在覆盖函数，相当于该子类对象中有两个函数。那么动态连编也可以解释为，是在定义对象调用构造函数时，将该虚函数与该类绑定在一起。

　　基类指针指向基类对象，那调用的肯定是基类虚函数；指向子类对象，那就调用子类虚函数。因为在定义基类或子类对象时，就将虚函数与该类绑定了。

　　小知识：

　　　　编译程序在编译阶段并不能确切知道将要调用的函数，只有在程序运行时才能确定将要调用的函数，为此要确切知道该调用的函数，要求联编工作要在程序运行时进行，这种在程序运行时进行联编工作被称为动态联编。
　　动态联编必须包括以下方面：
　　　　（1）成员函数必须声明为virtual
　　　　（2）如果基类中声明了为虚函数，则派生类中不必再声明。
　　调用方式：
　　　　通过对象的指针或引用调用成员函数；或通过成员函数调用，反之就无法实现动态联编。

5，Java中是否存在虚函数？？？

 　　首先声明，Java中没有虚函数这个概念、也不存在C++虚函数这样的问题，原因：Java本身【面向对象都有】的三大特性中就有多态这个特性。

　　Java的普通函数就相当于C++的虚函数，动态绑定是Java的默认行为【核心：Java没有虚函数的本质原因所在】。

6，Java实现C++遇到的问题

　　代码如下：

class Father{
    private void display(){//私有化该方法，子类就不能覆写该方法
        System.out.println("父类显示000000000");
    }
    public void fatherShowDisplay(){
        display();
    }
}

class Son extends Father{
    public void display() {//这里不是覆写父类方法，而是创建了一个全新的方法
        System.out.println("子类显示111111111");
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Father father=new Father();
        Son son=new Son();
        Father fs=new Son();//向上转型

        father.fatherShowDisplay();
        son.fatherShowDisplay();
        son.display();

        fs.fatherShowDisplay();
        ((Son)fs).display();//【强制】向下转型
    }
}

　　数据输出：

父类显示000000000
父类显示000000000
子类显示111111111
父类显示000000000
子类显示111111111

　　这里的方法已经不是覆写了，而是父类的方法被私有化，子类是相当于新建了一个方法。

 

7，参考链接

https://www.jianshu.com/p/d07e0ac0ba3c?from=singlemessage

 https://blog.csdn.net/trojanpizza/article/details/6556604