理解面向对象的虚函数与纯虚函数

"面向对象的虚函数使用总结" 在面向对象编程中，虚函数是实现多态性的一个关键机制，特别是在C++中。虚函数允许我们通过基类指针或引用调用派生类的成员函数，从而实现动态绑定。本摘要将详细探讨虚函数、纯虚函数以及它们在多态中的应用。 一、虚函数 虚函数在C++中通过`virtual`关键字声明，它的主要目的是在运行时决定调用哪个函数版本，而不是在编译时确定。这使得代码能够处理不同类型的对象，即使这些对象是通过其公共基类的指针或引用访问的。例如： ```cpp class Base { public: virtual void func() { ... } }; class Derived : public Base { public: void func() override { ... } }; Base* basePtr = new Derived(); basePtr->func(); // 调用Derived的func()，而非Base的func() ``` 二、纯虚函数 纯虚函数是一种特殊的虚函数，它不提供具体实现，通常以`=0`结尾声明。它的存在使得包含它的类成为抽象类，抽象类不能实例化。纯虚函数的目的是强制派生类提供具体的实现，以满足基类接口的要求。例如： ```cpp class Abstract { public: virtual void abstractFunc() = 0; // 纯虚函数 }; class Concrete : public Abstract { public: void abstractFunc() override { ... } // 派生类必须实现此函数 }; ``` 三、多态性 多态性是面向对象编程的三大特性之一（另外两个是封装和继承）。C++支持两种类型的多态性： 1. **编译时多态性**：通过函数重载实现，即同一作用域内具有相同名称但参数列表不同的函数。编译器根据传入的参数类型在编译期间决定调用哪个函数。 2. **运行时多态性**：通过虚函数实现，也称为动态多态性。在运行时，系统根据对象的实际类型决定调用哪个函数，即使通过基类指针或引用进行调用。 四、抽象类 含有纯虚函数的类被称为抽象类。抽象类不能直接创建对象，但可以作为其他类的基类。抽象类定义了一个接口，派生类必须实现这个接口才能被实例化。抽象类的存在允许我们定义通用接口，而不关心具体实现细节。 五、示例代码 在给定的代码片段中，`class A`定义了一个包含一个纯虚函数`f3()`的抽象基类。`class B`从`class A`派生并提供了所有基类虚函数的实现，包括`f3()`。在`main`函数中，通过`A`的指针`m_j`创建了一个`B`对象，并调用了`f1`、`f2`和`f3`，这些调用都会根据实际对象类型（`B`）来执行相应的函数实现。 虚函数和纯虚函数是C++中实现多态性和接口设计的关键工具。它们使得代码更加灵活，能够处理不同类型的对象，并且能够适应未来可能的扩展。