C++--问题2--虚函数

1.概念

虚函数：在某基类中声明为 virtual，并在一个或多个派生类中被重新定义的成员函数。

　　纯虚函数：是一种特殊的虚函数，使用virtual关键字，并且在其后面加上 =0。

　　抽象类：在基类中加入至少一个纯虚函数，使基类成为抽象类。

2.为什么要使用虚函数？

答：先了解晚捆绑，捆绑：把函数体与函数调用相联系称为捆绑；

早捆绑：当捆绑在程序运行之前完成时，也就是编译阶段，这称为早捆绑；

晚捆绑：那么当捆绑根据对象的类型，发生在运行时，就称为晚捆绑。

而使用晚捆绑，无需检查对象的类型，只需要检查对象是否支持特性和方法即可。

　　为了引发晚捆绑，C++要求在基类中声明这个函数时使用virture关键字。晚捆绑只对virtual函数起作用，而且只在使用含有virtual函数的基类的地址时发生。

3.重写

如果一个函数在基类中被声明为virtual，那么在所有的派生类中它都是virtual，在派生类中virtual函数的重定义通常称为重写。

问：重定义和重写的关系？

答：重定义就是重载，覆盖就是重写。重载是静多态，在编译时确定函数的调用。

覆盖是动多态，在运行时确定函数的调用，动多态就是虚函数的处理。

在编译阶段，针对虚函数做一个备份，在.rodata里面生成一个虚函数表存放虚函数的入口地址，数据段加载到内存中，在内存中拿到虚函数的入口地址，针对地址确定函数调用，来实现动多态。

4.在C++中如何实现晚捆绑

　　虚函数主要有两个步骤：

（1）每一个类产生出一堆指向虚函数的指针，放在表格中。这个表格被称为virtual table(vtbl)

（2）每一个类对象被安插一个指针，指向相关的virtual table，通常这个指针被称为vptr

　　结构图如下：

5.关于抽象类和纯虚函数

　　（1）当继承一个抽象类时，必须实现所有的纯虚函数，否则继承出的类也将是一个抽象类。

（2）声明一个纯虚函数，就等于告诉编译器在vtbl中为函数保留一个位置，但在这个位置不放地址。只要有一个函数在类中被声明为纯虚函数，则vtbl就是不完全的。

（3）纯虚函数禁止对抽象类的函数以传值方式调用，这是一种防止对象切片的方法。抽象类可以保证在向上类型转换期间总是使用指针或引用。

（4）对于纯虚函数，如果要创建对象，必须要在派生类中定义。

注：= 0 告诉编译器，函数没有主体，上面的虚函数是纯虚函数

我们可以把基类中的虚函数 area() 改写如下：

class Shape {
protected: int width, height; 
public: Shape( int a=0, int b=0) 
{
 width = a; height = b; 
}
 // pure virtual function 
virtual int area() = 0; //纯虚函数
};

6.什么是对象切片

　　在继承的过程中，通常派生类不仅具有基类的特征，也具有自身的一些特征。当派生类向上进行类型转换称为基类时，就会发生那些自身的特征被切除，只保留继承了基类的特征，这种现象就是对象切片。

　　例如：狗类继承了宠物类，具有宠物类的名称这个属性，同时又有啃骨头的特性，当狗类要被转换为宠物类时，就必须抛弃自己爱啃骨头的爱好，这样只保留了对应于宠物类的那部分。

7.虚析构函数和析构函数

（1）析构函数自最晚派生的类开始，并向上到基类。这就意味着每个析构函数知道它所在类从哪一个类派生而来，但不知道从它派生出哪些类。

（2）析构函数可以为虚函数，因为这个对象已经知道它是什么类型，但是在构造期间就不知道了。一旦对象已被构造，它的vptr就已经被初始化，所以能发生虚函数调用。

（3）虚构函数的纯虚性的唯一效果是阻止基类的实例化　

还有继承，多态，一起学习比较容易学懂。可以参考我的其他博客。