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2019-07-22 20:48

虚函数到底是啥意思啊 啊啊啊啊

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虚函数一直没弄懂啥意思啊,哪位大哥肯费心给我讲讲啊啊啊啊啊啊

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7条回答

  • zounmm zounmm 2年前

    那些被virtual关键字修饰的类成员函数,就是虚函数。虚函数的作用,用专业术语来解释就是实现多态性(Polymorphism),将接口与实现进行分离;通俗解释就是相同函数有着不同的实现,但因个体差异而采用不同的策略。下面来看一段简单的代码:

    class Base{

    public:

    virtual void foo() { cout<<"Base::foo() is called"<<endl; }

    };

    class Derived : public Base {

    public:

    void foo() { cout<<"Derived::foo() is called"<<endl; }

    };

    int main(void) {

    Base *b = new Derived();

    b->foo(); // b虽然是类型Base的指针 但是实际上指向的是Derived类 所以调用的函数foo是Derived类的

    return 0;

    }

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  • dashicaineng 蔡能教授,网站特聘专家 2年前

    虚函数 编辑 讨论
    在某基类中声明为 virtual 并在一个或多个派生类中被重新定义的成员函数,用法格式为:virtual 函数返回类型 函数名(参数表) {函数体};实现多态性,通过指向派生类的基类指针或引用,访问派生类中同名覆盖成员函数。
    中文名 虚函数 外文名 virtual function 定 义 被virtual关键字修饰的成员函数 作 用 实现多态性 形象解释 求同存异 关 键 用指向基类的指针或引用操作对象 声 明 virtual
    目录
    1 定义
    2 输出结果
    3 实现
    4 代码示例
    定义编辑
    简单地说,那些被virtual关键字修饰的成员函数,就是虚函数。虚函数的作用,用专业术语来解释就是实现多态性(Polymorphism),多态性是将接口与实现进行分离;用形象的语言来解释就是实现以共同的方法,但因个体差异,而采用不同的策略。下面来看一段简单的代码。
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    #include
    using namespace std;
    class A
    {
    public:
    void print()
    {
    cout<<"This is A"<<endl;
    }
    };

    class B : public A
    {
    public:
    void print()
    {
    cout<<"This is B"<<endl;
    }
    };

    int main()
    {
    //为了在以后便于区分,我这段main()代码叫做main1
    A a;
    B b;
    a.print();
    b.print();
    return 0;
    }
    输出结果编辑
    分别是“ThisisA”、“ThisisB”。
    通过class A和class B的print()这个接口,可以看出这两个class因个体的差异而采用了不同的策略,但这并不是多态性行为(使用的是不同类型的指针),没有用到虚函数的功能。现在把main()处的代码改一改。
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    int main()
    {
    //main2
    A a;
    B b;
    A p1 = &a;
    A *p2 = &b;
    p1->print();
    p2->print();
    return 0;
    }
    运行一下看看结果,结果却是两个This is A(错)。
    问题来了,p2明明指向的是class B的对象但却是调用的class A的print()函数,这不是我们所期望的结果,那么解决这个问题就需要用到虚函数。
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    class A
    {
    public:
    virtual void print(){cout<<"This is A"< };
    class B : public A
    {
    public:
    void print(){cout };
    毫无疑问,class A的成员函数print()已经成了虚函数,那么class B的print()成了虚函数了吗?回答是Yes,我们只需在把基类的成员函数设为virtual,其派生类的相应的函数也会自动变为虚函数。所以,class B的print()也成了虚函数。那么对于在派生类的相应函数前是否需要用virtual关键字修饰,那就是你自己的问题了(语法上可加可不加,不加的话编译器会自动加上,但为了阅读方便和规范性,建议加上)。
    现在重新运行main2的代码,这样输出的结果就是This is A和This is B了。
    现在来消化一下,我作个简单的总结,指向基类的指针在操作它的多态类对象时,会根据不同的类对象,调用其相应的函数,这个函数就是虚函数。
    实现编辑
    (如果你没有看过《Inside The C++ Object Model》这本书,但又急切想知道,那你就应该从这里开始)
    虚函数是如何做到因对象的不同而调用其相应的函数的呢?现在我们就来剖析虚函数。我们先定义两个类
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    class A{//虚函数示例代码
    public:
    virtual void fun(){cout virtual void fun2(){cout };
    class B : public A{
    public:
    void fun(){cout void fun2(){cout };
    由于这两个类中有虚函数存在,所以编译器就会为他们两个分别插入一段你不知道的数据,并为他们分别创建一个表。那段数据叫做vptr指针,指向那个表。那个表叫做vtbl,每个类都有自己的vtbl,vtbl的作用就是保存自己类中虚函数的地址,我们可以把vtbl形象地看成一个数组,这个数组的每个元素存放的就是虚函数的地址,请看图。
    通过左图,可以看到这两个vtbl分别为class A和class B服务。现在有了这个模型之后,我们来分析下面的代码。
    A *p=new A;
    p->fun();
    毫无疑问,调用了A::fun(),但是A::fun()是如何被调用的呢?它像普通函数那样直接跳转到函数的代码处吗?No,其实是这样的,首先是取出vptr的值,这个值就是vtbl的地址,再根据这个值来到vtbl这里,由于调用的函数A::fun()是第一个虚函数,所以取出vtbl中第一个Slot的值即为第一个虚函数的地址(在不同的编译器下第一个vtbl布局不完全相同,在VS2008中第一个Slot的值为指向第一个虚函数的指针,而其他编译器中也可能出现第一个Slot中值为type_info对象的指针),这个值就是A::fun()的地址了,最后调用这个函数。现在我们可以看出来了,只要vptr不同,指向的vtbl就不同,而不同的vtbl里装着对应类的虚函数地址,所以这样虚函数就可以完成它的任务。
    而对于class A和class B来说,他们的vptr指针存放在何处呢?其实这个指针就放在他们各自的实例对象里。由于class A和class B都没有数据成员,所以他们的实例对象里就只有一个vptr指针。通过上面的分析,现在我们来实作一段代码,来描述这个带有虚函数的类的简单模型。
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    #include
    using namespace std;
    //将上面“虚函数示例代码”添加在这里
    int main()
    {
    void(*fun)(A
    );
    A p=new B;
    long lVptrAddr;
    memcpy(&lVptrAddr,p,4);
    memcpy(&fun,reinterpret_cast<long
    >(lVptrAddr),4);
    fun(p);
    delete p;
    system("pause");
    return 0;
    }
    用VC或Dev-C++编译运行一下,看看结果是不是输出3。现在一步一步开始分析。
    void (*fun)(A*); 这段定义了一个函数指针名字叫做fun,而且有一个A*类型的参数,这个函数指针待会儿用来保存从vtbl里取出的函数地址。
    A* p=new B; new B是向内存(内存分5个区:全局名字空间,自由存储区,寄存器,代码空间,栈)自由存储区申请一个内存单元的地址然后隐式地保存在一个指针中.然后把这个地址赋值给A类型的指针P。
    .
    long lVptrAddr; 这个long类型的变量待会儿用来保存vptr的值。
    memcpy(&lVptrAddr,p,4); 前面说了,他们的实例对象里只有vptr指针,所以我们就放心大胆地把p所指的4bytes内存里的东西复制到lVptrAddr中,所以复制出来的4bytes内容就是vptr的值,即vtbl的地址。
    现在有了vtbl的地址了,那么我们现在就取出vtbl第一个slot里的内容。
    memcpy(&fun,reinterpret_cast(lVptrAddr),4); 取出vtbl第一个slot里的内容,并存放在函数指针fun里。需要注意的是lVptrAddr里面是vtbl的地址,但lVptrAddr不是指针,所以我们要把它先转变成指针类型
    fun(p); 这里就调用了刚才取出的函数地址里的函数,也就是调用了B::fun()这个函数,也许你发现了为什么会有参数p,其实类成员函数调用时,会有个this指针,这个p就是那个this指针,只是在一般的调用中编译器自动帮你处理了而已,而在这里则需要自己处理。
    delete p; 释放由p指向的自由空间;
    system("pause"); 屏幕暂停;
    如果调用B::fun2()怎么办?那就取出vtbl的第二个slot里的值就行了。
    memcpy(&fun,reinterpret_cast(lVptrAddr+4),4); 为什么是加4呢?因为一个指针的长度是4bytes,所以加4。或者memcpy(&fun,reinterpret_cast(lVptrAddr)+1,4); 这更符合数组的用法,因为lVptrAddr被转成了long*型别,所以+1就是往后移sizeof(long)的长度。
    代码示例编辑
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    #include
    using namespace std;
    class A{//虚函数示例代码2
    public:
    virtual void fun(){cout<<"A::fun"< virtual void fun2(){cout };
    class B : public A{
    public:
    void fun(){cout void fun2(){cout };//end//虚函数示例代码2
    int main()
    {
    void(A::*fun)();//定义一个函数指针
    A *p=new B;
    fun=&A::fun;
    (p->fun)();
    fun=&A::fun2;
    (p->*fun)();
    delete p;
    system("pause");
    return 0;
    }
    误区
    你能估算出结果吗?如果你估算出的结果是A::fun和A::fun2,呵呵,恭喜恭喜,你中圈套了。其实真正的结果是B::fun和B::fun2,如果你想不通就接着往下看。给个提示,&A::fun和&A::fun2是真正获得了虚函数的地址吗?
    首先我们回到第二部分,通过段实作代码,得到一个“通用”的获得虚函数地址的方法。
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    #include
    using namespace std;
    //将上面“虚函数示例代码2”添加在这里
    void CallVirtualFun(void*pThis,intindex=0)
    {
    void(*funptr)(void
    );
    long lVptrAddr;
    memcpy(&lVptrAddr,pThis,4);
    memcpy(&funptr,reinterpret_cast(lVptrAddr)+index,4);
    funptr(pThis);//调用
    }
    int main()
    {
    A *p = new B;
    CallVirtualFun(p);//调用虚函数p->fun()
    CallVirtualFun(p,1);//调用虚函数p->fun2()
    system("pause");
    return 0;
    }
    CallVirtualFun
    现在我们拥有一个“通用”的CallVirtualFun方法。
    这个通用方法和第三部分开始处的代码有何联系呢?联系很大。由于A::fun()和A::fun2()是虚函数,所以&A::fun和&A::fun2获得的不是函数的地址,而是一段间接获得虚函数地址的一段代码的地址,我们形象地把这段代码看作那段CallVirtualFun。编译器在编译时,会提供类似于CallVirtualFun这样的代码,当你调用虚函数时,其实就是先调用的那段类似CallVirtualFun的代码,通过这段代码,获得虚函数地址后,最后调用虚函数,这样就真正保证了多态性。同时大家都说虚函数的效率低,其原因就是,在调用虚函数之前,还调用了获得虚函数地址的代码。
    其他信息
    定义虚函数的限制:(1)非类的成员函数不能定义为虚函数,类的成员函数中静态成员函数和构造函数也不能定义为虚函数,但可以将析构函数定义为虚函数。实际上,优秀的程序员常常把基类的析构函数定义为虚函数。因为,将基类的析构函数定义为虚函数后,当利用delete删除一个指向派生类定义的对象指针时,系统会调用相应的类的析构函数。而不将析构函数定义为虚函数时,只调用基类的析构函数。
    (2)只需要在声明函数的类体中使用关键字“virtual”将函数声明为虚函数,而定义函数时不需要使用关键字“virtual”。
    (3)当将基类中的某一成员函数声明为虚函数后,派生类中的同名函数(函数名相同、参数列表完全一致、返回值类型相关)自动成为虚函数。
    (4)如果声明了某个成员函数为虚函数,则在该类中不能出现和这个成员函数同名并且返回值、参数个数、类型都相同的非虚函数。在以该类为基类的派生类中,也不能出现和这个成员函数同名并且返回值、参数个数、类型都相同的非虚函数。
    虚函数联系到多态,多态联系到继承。所以本文中都是在继承层次上做文章。没了继承,什么都没得谈。
    最后说明
    本文的代码可以用VC6和Dev-C++4.9.8.0通过编译,且运行无问题。其他的编译器不敢保证。其中的类比方法只能看成模型,因为不同的编译器的底层实现是不同的。例如this指针,Dev-C++的gcc就是通过压栈,当作参数传递,而VC的编译器则通过取出地址保存在ecx中。所以这些类比方法不能当作具体实现。

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  • iwantahouse iwantahouse 2年前

    在当前的类中,虚函数就是定义了一个函数框架,该函数没有具体的动作。在派生类里实现该函数的具体动作。
    就好比国家规定,公务员必须四菜一汤。而在具体的行为中,可以是三荤一素,也可以是三素一荤。

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  • sunny_588 sunny_588 2年前

    虚函数是为了实现类的多态性,等于之定义方法名,不定义实现体

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  • u012456000 长亭 2年前

    由基类派生的多个类,使用了相同的方法。
    那么这个方法可以在基类定义,再在派生类里分别实现。
    这个基类里定义的虚的方法就是虚函数。
    比如基类CShape里定义draw虚函数
    派生类CShapeLine,CShapeRect,CShapePoly里可以分别重载draw分别实现绘制

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  • qq232317012 7.质 2年前

    虚函数必须是基类的非静态成员函数,其访问权限可以是private或protected或public,在基类的类定义中定义虚函数的一般形式。在某基类中声明为 virtual 并在一个或多个派生类中被重新定义的成员函数,实现多态性。1.C++虚函数与纯虚函数用法与区别,.虚函数和纯虚函数可以定义在同一个类(class)中,含有纯虚函数的类被称为抽象类(abstract class),而只含有虚函数的类(class)不能被称为抽象类(abstract class)。

    2.虚函数可以被直接使用,也可以被子类(sub class)重载以后以多态的形式调用,而纯虚函数必须在子类(sub class)中实现该函数才可以使用,因为纯虚函数在基类(base class)

    只有声明而没有定义。
    

    3.虚函数和纯虚函数都可以在子类(sub class)中被重载,以多态的形式被调用。

    4.虚函数和纯虚函数通常存在于抽象基类(abstract base class -ABC)之中,被继承的子类重载,目的是提供一个统一的接口。

    5.虚函数的定义形式:virtual {method body}

    纯虚函数的定义形式:virtual    { } = 0;
    
    在虚函数和纯虚函数的定义中不能有static标识符,原因很简单,被static修饰的函数在编译时候要求前期bind,然而虚函数却是动态绑定(run-time bind),而且被两者修饰的函数生命周期(life recycle)也不一样。
    
    1. 如果一个类中含有纯虚函数,那么任何试图对该类进行实例化的语句都将导致错误的产生,因为抽象基类(ABC)是不能被直接调用的。必须被子类继承重载以后,根据要求调用其子类的方法。

      //father class

      class Virtualbase

      {

      public:

      virtual void Demon()= 0; //prue virtual function

      virtual void Base() {cout<<"this is farther class"<};

      }

      //sub class

      class SubVirtual :public Virtualbase

      {

      public:

      void Demon() { cout<<" this is SubVirtual!"<

      void Base() { cout<<"this is subclass Base"<

      }

      /*

      instance class and sample

      */

      void main()

      {

      Virtualbase* inst = new SubVirtual(); //multstate pointer

      inst->Demon();

      inst->Base();

      // inst = new Virtualbase();

      // inst->Base()

      return ;

      }

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  • qq_43479622 BuXianShan 2年前

    虚函数是为了实现类的多态性。
    C++规定父类的指针可以指向子类的对象,如果没有虚函数,这个父类指针只能调用父类的函数,这在编译时就确定了。
    但是有了虚函数,如果子类中重写了父类的虚函数,并且该指针指向的是子类的对象,则该指针调用的是子类的函数,这是在运行的时候确定的。

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