C++虚成员函数

在上一节中已经提到了虚函数的声明方法了，就是在函数返回类型前加上 virtual 关键字。virtual 关键字仅用于函数声明，如果函数是在类外定义，则不需要再加上 virtual 关键字了。

在 C++ 中，只有类中的成员函数能被声明为虚函数，而对于顶层函数则不能声明为虚函数。原因很简单，声明虚函数是为了构成多态，而构成多态的第一个条件就是需要继承关系，顶层函数很明显是不具有继承关系的，因此也就不能被声明为虚函数了。

【例 1】

#include<iostream>
using namespace std;

class base
{
public:
    virtual void display();
};

class derived: public base
{
public:
    virtual void display();

};

void base::display()
{
    cout<<"I'm base class!"<<endl;
}

void derived::display()
{
    cout<<"I'm derived class!"<<endl;
}

int main()
{
    base * p = new base;
    p->display();
    delete p;
    p = new derived;
    p->display();
    delete p;
    return 0;
}

在本例中，我们将两个类中的 display() 函数在类内部声明，在类外部定义，当然这么修改并不会改变程序的运行结果。需要注意的是，类内声明 display() 函数时，通过在返回值类型前添加 virtual 关键字使其成为虚函数，在类外定义时，display() 函数的返回值类型前并未添加 virtual 关键字。

另外在例 1 中，我们在基类和派生类中的 display() 函数声明时都加上了 virtual 关键字，以表示将其声明为虚函数，而实际上这是不需要的。我们只需要将基类中的 display() 函数通过 virtual 关键字声明为虚函数，即使派生类中 display() 函数声明时未注明 virtual 关键字，它在所有的派生类中都将自动成为虚函数。

【例 2】

#include<iostream>
using namespace std;

class base
{
public:
    virtual void display();
};

class derived: public base
{
public:
    void display();

};

void base::display()
{
    cout<<"I'm base class!"<<endl;
}

void derived::display()
{
    cout<<"I'm derived class!"<<endl;
}

int main()
{
    base * p = new base;
    p->display();
    delete p;
    p = new derived;
    p->display();
    delete p;
    return 0;
}

在本例中，我们将例 1 中派生类的 display() 成员函数声明时所用的 virtual 关键字去掉，编译并运行程序，结果显示程序运行结果仍然保持不变。

和普通的成员函数一样，虚成员函数同样可以被继承。

【例 3】

#include<iostream>
using namespace std;

class base
{
public:
    virtual void hello(){cout<<"Hello!"<<endl;}
};

class derived: public base
{
    //......
};

int main()
{
    base * p = new base;
    p->hello();
    delete p;
    p = new derived;
    p->hello();
    delete p;
    derived d;
    d.hello();
    return 0;
}

在本例中，派生类 derived 中无新增的成员变量或成员函数，它是 base 类的派生类。主函数中依然是定义一个 base 类的指针，并先后指向基类和派生类的对象。

由于派生类中并不存在与基类 hello() 函数具有相同函数名的虚函数，因此并未构成多态，自始至终都是调用的都是基类的 hello() 函数。之后又定义了一个派生类对象 d，这个对象调用 hello() 函数，这个 hello() 函数同样是继承自基类 base 中的 hello() 函数。从这个程序很明显可以看出虚函数是具有继承特性的，这一点它与普通函数一般无二。