C++程序设计：虚函数详解与特点

"C++程序设计之谭浩强经典——关于虚函数的说明" 在C++编程语言中，虚函数是一个核心特性，它涉及到面向对象编程的关键概念，如多态性。虚函数允许我们通过基类指针或引用调用派生类的重写版本，从而实现动态绑定。在谭浩强的《C++程序设计》中，他详细解释了虚函数的一些要点： 1. **定义虚函数**：当在基类中声明一个函数为虚函数（使用`virtual`关键字）时，这意味着该函数可以在派生类中被重写。基类中的虚函数声明应该与派生类中的对应函数完全匹配，包括函数名、参数列表以及返回类型。如果这些不匹配，那么它们被视为不同的函数，而不是虚函数的重写。 2. **函数重载与虚函数**：函数重载是指在同一作用域内可以有多个同名函数，但这些函数的参数列表必须不同（例如参数类型、数量或顺序）。如果函数名相同，但参数不同，这不是虚函数的重写，而是函数重载。虚函数的重写要求函数名、参数列表和返回类型都相同。 3. **虚函数的作用**：虚函数的主要目的是实现多态性，即在运行时确定调用哪个函数的具体版本。这种特性使得基类指针或引用可以透明地调用派生类的成员函数，即使是在编译时未知具体类型的情况下。 4. **纯虚函数**：在C++中，一个函数可以声明为纯虚函数（使用`= 0`），这样的基类称为抽象类，不能实例化。派生类必须实现所有纯虚函数，否则也会成为抽象类。纯虚函数的声明允许我们定义一个接口，强制所有派生类实现特定的方法。 5. **静态多态与动态多态**：C++中的虚函数实现了动态多态，即在程序运行期间决定调用哪个函数。而函数重载和模板则属于静态多态，编译器在编译时就能确定调用哪个函数。 6. **虚析构函数**：为了确保在删除对象时正确地调用派生类的析构函数，析构函数也应该声明为虚函数。这确保了即使通过基类指针删除对象，也能调用派生类的析构函数，以执行必要的清理工作。 7. **虚函数表（vtable）**：C++编译器内部维护一个虚函数表，包含了类中所有虚函数的地址。当通过基类指针调用虚函数时，实际上是查找该表以找到正确的函数地址。 8. **效率与虚函数**：虽然虚函数提供了多态性，但相对于非虚函数，使用虚函数可能会带来一些性能损失，因为需要在运行时查找虚函数表。然而，这种损失通常很小，尤其是在现代计算机硬件中，而且对于大多数应用程序来说，多态性的优势远大于这一点性能损耗。 在学习C++时，理解和熟练使用虚函数是至关重要的，因为它们是实现面向对象编程的关键工具，尤其是在设计复杂系统和库时。通过谭浩强的教材，读者可以深入理解这一概念，从而更好地利用C++的强大功能。