实现C++虚函数时相关注意事宜(C++虚函数实现注意事项详解)

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ithorizon 4周前 (10-19) 阅读数 24 #后端开发

C++虚函数实现注意事项详解

一、虚函数的概念与作用

在C++中，虚函数是一种特殊的成员函数，它允许在派生类中重新定义基类中的函数。虚函数的重点作用是实现多态性，即允许使用基类指针或引用调用派生类的函数。这为编程带来了极大的灵活性和可扩展性。

二、实现虚函数时的相关注意事宜

以下是实现虚函数时需要注意的一些重要事项：

1. 虚函数声明与定义

虚函数必须使用关键字virtual在基类中进行声明。如果要在派生类中重写该函数，则不需要再次使用virtual关键字，但函数签名必须完全一致。


class Base {
public:
    virtual void show() {
        cout << "Base class show function called." << endl;
    }
};
class Derived : public Base {
public:
    void show() override { // 'override' is optional
        cout << "Derived class show function called." << endl;
    }
};

2. 构造函数和析构函数

虚函数不能是构造函数，出于构造函数不能被继承。同样，析构函数通常也需要定义为虚函数，以确保派生类的析构函数在基类析构函数之后被调用，从而正确释放派生类分配的资源。


class Base {
public:
    Base() {
        cout << "Base class constructor called." << endl;
    }
    virtual ~Base() {
        cout << "Base class destructor called." << endl;
    }
};
class Derived : public Base {
public:
    Derived() {
        cout << "Derived class constructor called." << endl;
    }
    ~Derived() override {
        cout << "Derived class destructor called." << endl;
    }
};

3. 覆盖规则

派生类中重写的虚函数必须具有相同的签名（返回类型、函数名和参数列表）。如果参数类型不同，即使参数数量相同，也不会被认为是覆盖，而是重载。


class Base {
public:
    virtual void show(int a) {
        cout << "Base class show function called with int." << endl;
    }
};
class Derived : public Base {
public:
    void show(int a) override { // This is not an override, it's an overloading
        cout << "Derived class show function called with int." << endl;
    }
};

4. 抽象类与纯虚函数

如果一个类至少有一个纯虚函数，则该类为抽象类，不能实例化。纯虚函数在基类中没有实现，只提供接口。


class Base {
public:
    virtual void show() = 0; // Pure virtual function
};
class Derived : public Base {
public:
    void show() override {
        cout << "Derived class show function called." << endl;
    }
};

5. 虚函数的调用

使用基类指针或引用调用虚函数时，将执行派生类的函数（如果该函数已被覆盖）。这称为动态绑定或晚期绑定。


Base *bptr;
Derived d;
bptr = &d;
bptr->show(); // Calls Derived class's show() function

6. 避免虚函数中的资源管理

在虚函数中应避免使用动态分配或释放资源，出于这或许使资源管理问题。如果必须管理资源，请确保在析构函数中正确处理。

7. 虚函数与静态成员函数

静态成员函数不能是虚函数，出于静态成员函数与对象的实例无关，而虚函数是与对象的实例绑定的。

8. 虚函数与const关键字

虚函数可以声明为const，这意味着函数不会修改对象的成员变量。覆盖虚函数时，派生类的函数也应该是const，否则将无法覆盖基类的虚函数。


class Base {
public:
    virtual void show() const {
        cout << "Base class show function called." << endl;
    }
};
class Derived : public Base {
public:
    void show() const override {
        cout << "Derived class show function called." << endl;
    }
};