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 6个月前 (10-19) 阅读数 25 #后端开发

C++虚函数实现注意事项详解

一、虚函数的基本概念

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。虚函数的核心作用是实现多态，使同一个接口可以在不同的类中有不同的实现。使用虚函数时，需要注意以下几个关键点：

二、虚函数的声明与定义

1. 在基类中，虚函数必须使用关键字virtual进行声明。


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

2. 在派生类中，即使不使用virtual关键字，基类中的虚函数也会被覆盖。


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

三、构造函数和析构函数中的虚函数

1. 构造函数不能是虚函数。这是归因于构造函数在对象创建时就被调用，此时对象的多态性尚未搭设。

2. 析构函数可以是虚函数，这是为了确保在删除指向派生类对象的基类指针时，能够调用正确的析构函数。


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

四、虚函数的覆盖与重载

1. 覆盖（Overriding）：派生类中的函数覆盖基类中的虚函数时，必须保持函数的签名（返回类型、函数名、参数列表）相同。

2. 重载（Overloading）：如果派生类中的函数与基类中的虚函数签名不同，则称为重载，此时不会影响虚函数的覆盖。


class Base {
public:
    virtual void show(int x) {
        cout << "Base class show function called with int." << endl;
    }
};
class Derived : public Base {
public:
    void show(int x) override { // 覆盖
        cout << "Derived class show function called with int." << endl;
    }
    void show(double x) { // 重载
        cout << "Derived class show function called with double." << endl;
    }
};

五、虚函数与动态绑定

虚函数的动态绑定意味着在运行时，基于对象的实际类型来决定调用哪个函数。这需要使用基类的指针或引用来调用虚函数。


Base *bptr;
Derived d;
bptr = &d;
bptr->show(); // 调用 Derived 类的 show 函数

六、虚函数的注意事项

1. 虚函数的返回类型应该是一致的，否则或许会致使编译不正确或运行时不正确。

2. 虚函数不能是静态的或内联的。

3. 虚函数的默认参数在覆盖时不会继承，必须在派生类中重新指定。

4. 如果基类中的虚函数没有实现，则派生类必须实现它，否则编译器会报错。

5. 使用虚函数时，应该避免返回指向成员变量的指针或引用，归因于这或许致使悬挂指针。

6. 虚函数不应该调用非虚成员函数，归因于这或许会致使预期之外的行为。

7. 在虚函数中使用动态类型检查（如dynamic_cast）时要谨慎，归因于它或许致使性能开销。

七、虚函数的例子

以下是一个使用虚函数实现多态的明了例子：


#include 
using namespace std;
class Base {
public:
    virtual void show() {
        cout << "Base class show function called." << endl;
    }
};
class Derived : public Base {
public:
    void show() override {
        cout << "Derived class show function called." << endl;
    }
};
int main() {
    Base *bptr;
    Derived d;
    bptr = &d;
    // 调用 Derived 类的 show 函数
    bptr->show();
    return 0;
}