C++程序设计：虚函数详解与特点

"C++程序设计相关知识，特别是关于虚函数的使用" 在C++编程语言中，虚函数是一个重要的概念，它涉及到面向对象编程的多态性。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。下面将详细讲解虚函数的几个关键点： 1. **定义虚函数**：在基类中，通过在函数声明前添加`virtual`关键字来定义虚函数。例如： ```cpp class Base { public: virtual void func(int arg); }; ``` 2. **派生类与虚函数**：如果一个基类的成员函数是虚函数，那么派生类中必须使用相同的函数名、参数列表和返回类型来重定义这个函数，以保持多态性。如果参数数量不同或类型不同，这被视为函数重载而非虚函数的重写。例如： ```cpp class Derived : public Base { public: void func(int arg) override; // 重写基类的虚函数 }; ``` 3. **虚函数表**：C++编译器为每个包含虚函数的类创建一个虚函数表（vtable），其中存储了各个虚函数的地址。当通过基类指针调用虚函数时，实际上是查找该指针所指向对象的vtable。 4. **构造函数与虚函数**：构造函数不能是虚函数，因为构造过程在对象初始化阶段，此时vtable还未建立。然而，基类的析构函数默认是虚的，以便在删除基类指针指向的派生类对象时能够正确调用派生类的析构函数。 5. **纯虚函数**：通过在虚函数声明后面添加`=0`，可以声明一个纯虚函数，这样的类成为抽象类，不能被实例化。纯虚函数为派生类提供接口，但不提供具体实现，要求派生类必须重写。例如： ```cpp class Abstract { public: virtual void pure_virtual_func() = 0; // 纯虚函数声明 }; ``` 6. **`override`关键字**：C++11引入了`override`关键字，用于明确表示函数是重写基类的虚函数。这有助于避免因错误的函数签名而导致的意外行为。 7. **`final`关键字**：同样在C++11中，`final`关键字可以用于阻止派生类进一步重写某个虚函数，确保特定实现不会被覆盖。 C++语言的历史和发展也是重要的背景知识。C++由Bjarne Stroustrup在C语言基础上发展而来，旨在提供更强大的面向对象特性，如类、模板和虚函数等。它的设计目标是保持C语言的效率，同时增加高级语言的抽象层次。C++语言的特点包括结构化编程、丰富的运算符、良好的可移植性以及灵活的数据结构。虽然语法较为自由，对于初学者可能存在一定的学习曲线，但它仍然是现代软件开发中广泛使用的语言之一。