C++语言基础(12)-虚函数
一.虚函数使用的注意事项
1.只需要在虚函数的声明处加上 virtual 关键字,函数定义处可以加也可以不加。
2.为了方便,你可以只将基类中的函数声明为虚函数,这样所有子类中具有遮蔽(覆盖)关系的同名函数都将自动成为虚函数。
3. 当在基类中定义了虚函数时,如果派生类没有定义新的函数来遮蔽此函数,那么将使用基类的虚函数。
4.只有子类的虚函数遮蔽基类的虚函数(函数原型相同)才能构成多态(通过基类指针访问子类函数)。例如基类虚函数的原型为virtual void func();
,派生类虚函数的原型为virtual void func(int);
,那么当基类指针 p 指向派生类对象时,语句p -> func(100);
将会出错,而语句p -> func();
将调用基类的函数。
5.构造函数不能是虚函数。对于基类的构造函数,它仅仅是在派生类构造函数中被调用,这种机制不同于继承。也就是说,派生类不继承基类的构造函数,将构造函数声明为虚函数没有什么意义。.
6.析构函数可以声明为虚函数,而且有时候必须要声明为虚函数。
二.具体用法
#include <iostream> using namespace std; //基类Base class Base{ public: virtual void func(); virtual void func(int); }; void Base::func(){ cout<<"void Base::func()"<<endl; } void Base::func(int n){ cout<<"void Base::func(int)"<<endl; } //派生类Derived class Derived: public Base{ public: void func(); void func(char *); }; void Derived::func(){ cout<<"void Derived::func()"<<endl; } void Derived::func(char *str){ cout<<"void Derived::func(char *)"<<endl; } int main(){ Base *p = new Derived(); p -> func(); //输出void Derived::func() p -> func(10); //输出void Base::func(int) p -> func("http://c.biancheng.net"); //compile error return 0; }
注意:p -> func("http://c.biancheng.net");会出现编译错误,因为子类Derived中的 void func(char *)并未对父类中的virtual void func(int)造成覆盖,两个函数的函数原型不同,所以无法构造多态,自然也不能通过基类的指针来访问子类函数。
三.将基类的析构函数定义成虚函数的必要性
先看下面的例子:
#include <iostream> using namespace std; //基类 class Base{ public: Base(); ~Base(); protected: char *str; }; Base::Base(){ str = new char[100]; cout<<"Base constructor"<<endl; } Base::~Base(){ delete[] str; cout<<"Base destructor"<<endl; } //派生类 class Derived: public Base{ public: Derived(); ~Derived(); private: char *name; }; Derived::Derived(){ name = new char[100]; cout<<"Derived constructor"<<endl; } Derived::~Derived(){ delete[] name; cout<<"Derived destructor"<<endl; } int main(){ Base *pb = new Derived(); delete pb; cout<<"-------------------"<<endl; Derived *pd = new Derived(); delete pd; return 0; }
运行结果:
Base constructor
Derived constructor
Base destructor
-------------------
Base constructor
Derived constructor
Derived destructor
Base destructor
在本例中,不调用派生类的析构函数会导致 name 指向的 100 个 char 类型的内存空间得不到释放;除非程序运行结束由操作系统回收,否则就再也没有机会释放这些内存。这是典型的内存泄露。
注意:
delete pb; 不调用子类的析构函数是因为:这里的析构函数是非虚函数,通过指针访问非虚函数时,编译器会根据指针类型来确定要调用的函数;也就是说,指针指向哪个类
就调用哪个类的函数。pb是基类的指针,所以不管它指向的是基类的对象还是子类的对象,始终都是调用基类的析构函数。
delete pd 会同时调用子类和基类的析构函数是因为:pd是子类的指针,编译器会根据它的类型匹配到子类的析构函数,在执行子类的析构函数的过程中,又会调用基类的析构函数
。子类的析构函数始终会调用基类的析构函数,且这个过程是隐式完成的。
更改上面的代码,将基类的析构函数声明为虚函数:
class Base{ public: Base(); virtual ~Base(); protected: char *str; };
将基类的析构函数声明为虚函数后,派生类的析构函数也会自动成为虚函数。这个时候编译器会忽略指针的类型,而根据指针的指向来选择函数;也就是说,指针指向哪个类的对象就调用哪个类的函数。pb、pd 都指向了派生类的对象,所以会调用派生类的析构函数,继而再调用基类的析构函数。如此一来也就解决了内存泄露的问题。
当然了,这里强调的是基类,如果一个类是最终的类,那就没必要再声明为虚函数了。
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