虚函数在C++上应用

浅谈C++中的虚函数

虚函数的作用

在类的继承层次结构中，在不同的层次中可以出现名字相同、参数个数和类型都相同而

功能不同的函数。编译系统按照同名覆盖的原则决定调用的对象。

C++中的虚函数就是用来解决这个问题的。虚函数的作用是允许在派生类中重新定义与
基类同名的函数，并且可以通过基类指针或引用来访问基类和派生类中的同名函数。

//在下面的程序中Student 是基类，Graduate 是派生类，它们都有display 这个同名的函数。

#include <iostream>

#include <string>

using namespace std;

//------------------------------------声明基类Student

class Student

{public:

Student(int, string,float);//声明构造函数

void display( ); //声明输出函数

protected: //受保护成员，派生类可以访问

int num;

string name;

float score;

};

//-------------------------------------------Student 类成员函数的实现

Student::Student(int n, string nam,float s) //定义构造函数

{num=n;name=nam;score=s;}

void Student::display( ) //定义输出函数

{cout<<"num:"<<num<<"\nname:"<<name<<"\nscore:"<<score<<"\n\n";}

//----------------------------------------------------声明公用派生类Graduate

class Graduate:public Student

{public:

Graduate(int, string, float, float); //声明构造函数

void display( ); //声明输出函数

private:

float pay;

};

//---------------------------------------------------------- Graduate 类成员函数的实现

void Graduate::display( ) //定义输出函数

{cout<<"num:"<<num<<"\nname:"<<name<<"\nscore:"<<score<<"\npay="<<pay<<endl;}

Graduate::Graduate(int n, string nam,float s,float p):Student(n,nam,s),pay(p){ }

//主函数

int main()
{

Student stud1(1001,"Li",87.5); //定义Student 类对象stud1

Graduate grad1(2001,"Wang",98.5,563.5); //定义Graduate 类对象grad1

Student *pt=&stud1; //定义指向基类对象的指针变量pt

pt->display( );

pt=&grad1;

pt->display( );

return 0;

}
运行结果：

num:1001

name:Li

score:87.5

num:2001

name:Wang

score:98.5

从结果可以知道，它们执行的都是基类的display。

下面我们来对程序作一点修改，在Student类中声明display函数时，在最左面加一个关

键字virtual，即virtual void display( );这样就把Student类的display函数声明为虚函

数。程序其他部分都不改动。

运行结果:

num:1001 (stud1的数据)

name:Li

score:87.5

num:2001 (grad1中基类部分的数据)

name:Wang

score:98.5

pay=563.5 (这一项以前是没有的)

由虚函数实现的动态多态性就是: 同一类族中不同类的对象，对同一函数调用作出不同

的响应。虚函数的使用方法是:

(1) 在基类用virtual声明成员函数为虚函数。这样就可以在派生类中重新定义此函数，
为它赋予新的功能，并能方便地被调用。在类外定义虚函数时，不必再加virtual。

(2) 在派生类中重新定义此函数，要求函数名、函数类型、函数参数个数和类型全部与基

类的虚函数相同，并根据派生类的需要重新定义函数体。

C++规定，当一个成员函数被声明为虚函数后，其派生类中的同名函数都自动成为虚

函数。因此在派生类重新声明该虚函数时，可以加virtual，也可以不加，但习惯上一般在

每一层声明该函数时都加virtual，使程序更加清晰。

如果在派生类中没有对基类的虚函数重新定义，则派生类简单地继承其直接基类的虚函

数。
(3) 定义一个指向基类对象的指针变量，并使它指向同一类族中需要调用该函数的对象。

(4) 通过该指针变量调用此虚函数，此时调用的就是指针变量指向的对象的同名函数。

通过虚函数与指向基类对象的指针变量的配合使用，就能方便地调用同一类族中不同

类的同名函数，只要先用基类指针指向即可。如果指针不断地指向同一类族中不同类的对象，

就能不断地调用这些对象中的同名函数。

需要说明；有时在基类中定义的非虚函数会在派生类中被重新定义(如例6.1中的Area

函数)，如果用基类指针调用该成员函数，则系统会调用对象中基类部分的成员函数；如果

用派生类指针调用该成员函数，则系统会调用派生类对象中的成员函数，这并不是多态性行

为(使用的是不同类型的指针),没有用到虚函数的功能。

以前介绍的函数重载处理的是同一层次上的同名函数问题，而虚函数处理的是不同派生

层次上的同名函数问题，前者是横向重载，后者可以理解为纵向重载。但与重载不同的是: 同

一类族的虚函数的首部是相同的，而函数重载时函数的首部是不同的(参数个数或类型不

同)。