C++虚函数详解-清华大学谭浩强教程要点

"关于虚函数说明以下几点-清华大学谭浩强c++教程" 在C++编程语言中，虚函数是一个关键的概念，它涉及到面向对象编程中的多态性。虚函数允许我们通过基类指针或引用调用派生类中重写该函数的版本，从而实现动态绑定或运行时多态。谭浩强的C++教程中，关于虚函数的说明主要集中在以下几个要点： 1. **定义与声明**：在基类中，通过在函数声明前加上`virtual`关键字来定义虚函数。这样做使得基类的指针或引用在调用这个函数时能够根据实际的对象类型决定调用哪个版本的函数。 2. **匹配规则**：在派生类中，如果要重写基类的虚函数，必须保持函数名、参数列表和返回类型的一致性。这是C++中函数重载和虚函数的区别所在。函数重载允许函数名相同但参数不同（数量、类型或顺序），而虚函数则要求保持函数签名的完全一致。 3. **继承与覆盖**：派生类中的虚函数覆盖基类的虚函数，意味着当通过基类指针或引用调用该函数时，实际执行的是派生类中的函数。如果派生类没有声明对应的虚函数，那么默认调用基类的虚函数。 4. **纯虚函数**：有时，基类可能只需要声明一个虚函数，但并不提供实现，这样的函数称为纯虚函数。通过在函数声明后加上`= 0`来定义。含有纯虚函数的类被称为抽象类，不能实例化，但可以作为其他类的基类。 5. **构造函数与虚函数**：构造函数不能被声明为虚函数，因为构造过程发生在对象创建时，而虚函数的动态绑定发生在对象创建之后。然而，派生类的构造函数可以调用基类的构造函数，这是通过初始化列表实现的。 6. **析构函数**：虽然C++98标准中析构函数默认是非虚的，但从C++11开始，析构函数默认变为虚的，以便于正确地销毁通过基类指针管理的派生类对象。 7. **静态成员函数与虚函数**：静态成员函数不能是虚函数，因为它们与特定的对象实例无关，而是与类相关联。 8. **内存布局**：引入虚函数会使得类包含一个虚函数表（vtable），这个表存储了每个虚函数的地址，使得运行时多态成为可能。这也意味着包含虚函数的类会有一个额外的开销，即vptr（虚函数指针）。 9. **效率与多态**：虽然虚函数增加了程序的灵活性，但相对于非虚函数，它们在调用上的性能可能会稍有降低，因为需要查找vtable。然而，这种开销通常在现代计算机硬件中是可以忽略不计的。 10. **深拷贝与浅拷贝**：当涉及含有虚函数的对象拷贝时，理解深拷贝和浅拷贝的区别非常重要，以确保正确复制对象的所有成员，包括指向动态分配内存的指针。 理解并熟练使用虚函数是掌握C++多态性的基础，对于编写出可扩展和可维护的代码至关重要。在实际编程中，合理利用虚函数可以设计出更符合面向对象原则的软件结构。