C++中的虚函数与析构函数

"张逸凯的高程第八次作业1探讨了C++中的重载、重写、虚函数、析构函数以及构造函数的特性。" 在C++编程中，重载（Overload）和重写（Override）是两种重要的多态实现方式。重载允许我们在同一个作用域内定义多个同名函数，但这些函数的参数列表必须不同，包括参数的类型、数量或顺序。编译器会根据传入的参数类型选择调用合适的重载函数。 重写（Override）则是继承机制的一部分，发生在基类和派生类之间。当派生类定义了一个与基类同名、同参数列表和同返回类型的方法时，如果基类的方法已经被声明为虚函数（virtual），那么派生类就是在重写基类的方法。这样，通过基类指针或引用来调用该方法时，实际执行的是派生类的版本，而不是基类的版本。重写要求基类的被重写函数必须有virtual修饰，以确保运行时多态性。 析构函数通常被声明为虚函数，这是为了在基类指针指向派生类对象时能够正确地调用派生类的析构函数，防止内存泄漏。如果不声明为虚函数，仅调用基类的析构函数，派生类新增的资源可能无法得到释放。然而，C++默认的析构函数不是虚函数，这是因为虚函数会增加内存开销，对于那些不打算被继承的类，声明虚析构函数会导致不必要的内存浪费。 关于基类的构造函数和析构函数中的动态绑定问题，这是因为在这两个特殊函数的执行期间，对象处于中间状态。在构造函数中，对象的部分成员可能尚未被初始化，如果此时调用派生类的虚函数，可能会导致未初始化的成员被错误操作。而在析构过程中，对象的成员已经在派生类的析构函数中被处理，调用子类的虚函数不再有意义，且可能引发错误。 值得注意的是，C++的构造函数不能声明为虚函数。原因有三：首先，虚函数依赖于虚函数表（vtable），而vtable是在对象实例化后才存在的，如果构造函数是虚的，对象还没创建，vtable也就无从谈起。其次，构造函数的主要职责是初始化对象，它并不需要多态性来决定调用哪个函数，因此虚函数在此场景下没有实际应用价值。最后，由于构造函数在对象生命周期中只执行一次，而且在确定对象类型之前就已经执行，因此即使知道对象的真实类型，也无法利用虚函数的动态绑定特性。 本作业讨论了C++中的关键概念，如函数重载、重写、虚函数、析构函数的动态绑定行为以及构造函数不能是虚函数的原因，这些都是理解和编写高效、安全的C++代码的基础。