C++ | 虚函数 | 问题2

问题描述

在C++中，虚函数有什么用途？如何定义和使用虚函数？

解决方案

虚函数的作用

在C++中，虚函数是一种用于实现多态的机制。多态指的是同一个函数在不同的对象上产生不同的行为。虚函数允许在父类中定义一个方法，并且让它在子类中被重新定义，而在调用时，根据对象类型来决定实际调用哪个方法。这就是所谓的动态绑定或者后期绑定。

虚函数的定义和使用

在C++中，虚函数的定义方式是在父类中声明为虚函数，即在函数前面添加virtual关键字。然后在子类中重新定义该函数即可。

class Shape { // 定义父类Shape
  public:
    virtual void draw() { // 声明虚函数
        cout << "Shape::draw()" << endl;
    }
};

class Circle : public Shape { // 定义Circle子类
  public:
    void draw() { // 重新定义虚函数
        cout << "Circle::draw()" << endl;
    }
};

int main() {
    Shape *shape;           // 父类指针
    Circle circle;          // Circle对象
    shape = &circle;        // 父类指针指向Circle对象
    shape->draw();          // 调用虚函数
    return 0;
}

上面的代码定义了一个父类Shape和一个子类Circle，Circle从Shape继承而来，并重新定义了Shape中的虚函数draw。在主函数中，声明了一个父类指针shape，将其指向一个Circle对象，并调用了虚函数draw，根据对象类型，实际上调用的是Circle中的draw函数。输出结果为：

Circle::draw()

虚函数的析构函数

在使用虚函数时，务必将析构函数也声明为虚函数，以保证在对象销毁时，能够正确地释放内存空间。

class Shape {
  public:
    virtual ~Shape() { // 虚析构函数
        cout << "Shape::~Shape()" << endl;
    }
};

class Circle : public Shape {
  public:
    ~Circle() { // 非虚析构函数
        cout << "Circle::~Circle()" << endl;
    }
};

int main() {
    Shape *shape = new Circle();
    delete shape;    // 调用虚析构函数，释放内存
    return 0;
}

上面的代码中，定义了一个Shape类和一个Circle类，然后声明了一个父类指针指向一个Circle对象。在程序结束时，执行delete操作时，因为声明为虚析构函数，能够正确地调用子类的析构函数并释放内存空间。输出结果为：

Circle::~Circle()
Shape::~Shape()

总结

在C++中，虚函数是一种用于实现多态的机制，能让同一个函数在不同的对象上产生不同的行为。通过在父类中声明虚函数，在子类中重新定义虚函数，实现动态绑定或后期绑定。同时，在使用虚函数时，务必将析构函数声明为虚函数，以保证在对象销毁时，能够正确地释放内存空间。