虚函数 虚基类 虚继承

 

该文转载自http://blog.csdn.net/wanggang_0717/article/details/4313906

虚基 类 （虚 继 承） 

     1, 一个 类 可以在一个 类 族中既被用作虚基 类 ，也被用作非虚基 类 。 

     2, 在派生 类 的 对 象中，同名的虚基 类 只 产 生一个虚基 类 子 对 象，而某个非虚基 类产 生各自的子 对 象。 

     3, 虚基 类 子 对 象是由最派生 类 的构造函数通 过调 用虚基 类 的构造函数 进 行初始化的。 

     4, 最派生 类 是指在 继 承 结 构中建立 对 象 时 所指定的 类 。 

     5, 派生 类 的构造函数的成 员 初始化列表中必 须 列出 对 虚基 类 构造函数的 调 用；如果未列出， 则 表示使用 该 虚基 类 的缺省构造函数。 

     6, 从虚基 类 直接或 间 接派生的派生 类 中的构造函数的成 员 初始化列表中都要列出 对 虚基 类 构造函数的 调 用。但只有用于建立 对 象的最派生 类 的构造函数 调 用虚基 类 的构造函数，而 该 派生 类 的所有基 类 中列出的 对 虚基 类 的构造函数的 调 用在 执 行中被忽略，从而保 证对 虚基 类 子 对 象 只初始化一次。 

     7, 在一个成 员 初始化列表中同 时 出 现对 虚基 类 和非虚基 类 构造函数的 调 用 时 ，虚基 类 的构造函数先于非虚基 类 的构造函数 执 行。 

虚函数 

     1, 虚函数是非静 态 的、非内 联 的成 员 函数，而不能是友元函数，但虚函数可以在另一个 类 中被声明 为 友元函数。 

     2, 虚函数声明只能出 现 在 类 定 义 的函数原型声明中，而不能在成 员 函数的函数体 实现 的 时 候声明。 

     3, 一个虚函数无 论 被公有 继 承多少次，它仍然保持其虚函数的特性。 

     4, 若 类 中一个成 员 函数被 说 明 为 虚函数， 则该 成 员 函数在派生 类 中可能有不同的 实现 。当使用 该 成 员 函数操作指 针 或引用 所 标识 的 对 象 时 ， 对该 成 员 函数 调 用可采用 动态联编 。 

     5, 定 义 了虚函数后，程序中声明的指向基 类 的指 针 就可以指向其派生 类 。在 执 行 过 程中， 该 函数可以不断改 变 它所指向的 对 象， 调 用不同 版本的成 员 函数，而且 这 些 动 作都是在运行 时动态实现 的。虚函数充分体 现 了面向 对 象程序 设计 的 动态 多 态 性。 纯 虚函数 版本的成 员 函数，而且 这 些 动 作都是在运行 时动态实现 的。虚函数充分体 现 了面向 对 象程序 设计 的 动态 多 态 性。 

纯 虚函数 

     1, 当在基 类 中不能 为 虚函数 给 出一个有意 义 的 实现时 ，可以将其声明 为纯 虚函数，其 实现 留待派 生 类 完成。 

     2, 纯 虚函数的作用是 为 派生 类 提供一个一致的接口。 

     3, 纯 虚函数不能 实 化化，但可以声明指 针 。

 

     一直以来都没有写 过 一篇 关 于概念性的文章，因 为 我 觉 得 这 些概念性的 东 西 书 本上都有并且 说 的也很 详细 写来也无用，今天突 发 奇想想写 一写，下面就和大家 讨论 一下虚基 类 、虚函数与 纯 虚函数 , 一看名字就 让 人很容易 觉 得混乱。不 过 不要 紧 待看完本文后你就会理解了。

正文 

       虚基 类 

       在 说明其作用前先 看一段代 码

 class  A

  {

 public :

      int  iValue;

 };

 

 class  B: public  A

  {

 public :

       void  bPrintf() {cout<< "This is class B" <<endl;};

 };

 

 class  C: public  A

  {

 public :

       void  cPrintf() {cout<< "This is class C" <<endl;};

 };

 

 class  D: public  B, public  C

  {

 public :

       void  dPrintf() {cout<< "This is class D" <<endl;};

 };

 

 void  main()

  {

     D d;

     cout<<d.iValue<<endl;  // 错误，不明确的访问 

     cout<<d.A::iValue<<endl;  // 正确 

     cout<<d.B::iValue<<endl;  // 正确 

     cout<<d.C::iValue<<endl;  // 正确 

 }

从代 码中可以看出类 B C 都 继承了类 A 的 iValue 成 员 , 因此 类 B C 都有一个成 员变量 iValue ，而 类 D 又 继承了 B C ， 这样类 D 就有一个重名的成 员 iValue( 一个是从 类 B 中 继承过来的，一个是从类 C 中 继承过来的 ). 在主函数中 调用 d.iValue 因 为类 D 有一个重名的成 员 iValue 编译器不知道调用 从 谁继承过来的 iValue 所以就 产生的二义性的问题 . 正确的做法 应该是加上作用域限定符 d.B::iValue 表示 调用从 B 类继承过来 的 iValue 。不 过 类 D 的 实例中就有多个 iValue 的 实例，就会占用内存空间。所以 C++ 中就引用了虚基 类的概念，来解决这个问题。

 class  A

  {

 public :

      int  iValue;

 };

 

 class  B: virtual   public  A

  {

 public :

       void  bPrintf() {cout<< "This is class B" <<endl;};

 };

 

 class  C: virtual   public  A

  {

 public :

       void  cPrintf() {cout<< "This is class C" <<endl;};

 };

 

 class  D: public  B, public  C

  {

 public :

       void  dPrintf() {cout<< "This is class D" <<endl;};

 };

 

 void  main()

  {

     D d;

     cout<<d.iValue<<endl;  // 正确 

 }

在 继承的类的前面加上 virtual 关键字表示被继承的类是一个虚基类，它的被继承成员在派生类中只保留一个实例。例如 iValue 这个成员，从类 D 这个角度上来看，它是从类 B 与 类 C 继承过来的，而类 B C 又是从 类 A 继承过来的，但它们只保留一个副本。因此在主函数中调用 d.iValue 时就不 会 产生错误。 

       虚函数 

       还是先看代码

 class  A

  {

 public :

       void  funPrint() {cout<< "funPrint of class A" <<endl;};

 };

 

 class  B: public  A

  {

 public :

       void  funPrint() {cout<< "funPrint of class B" <<endl;};

 };

 

 void  main()

  {

     A *p;  // 定 义基类的指针 

     A a;

     B b;

     p=&a;

     p->funPrint();

     p=&b;

     p->funPrint();

 }

大家以 为这段代码的输出结果是什么？有的人可能会马上回答 funPrint of class A 与 funPrint of class B 因 为第一次输出是引用类 A 的 实 例啊，第二次 输出是引用类 B 的 实例啊。那么我告诉你这样想就错啦，答案是 funPrint of class A 与 funPrint of class A 至于 为什么输出 这样的结果不在本文讨论的范围之内；你就记住，不管引用的实例是哪个类的当你调用的时候系统会调用左值那个对象所属类的方法。比如说 上面的代 码类 A B 都有一个 funPrint 函数，因 为 p 是一个 A 类的指针，所以不管你将 p 指 针指向类 A 或是 类 B ，最 终调用的函数都是类 A 的 funPrint 函数。 这就是静态联篇，编译器在编译的时候就已经 确定好了。可是如果我想 实现跟据实例的不同来动态决定调用哪个函数呢？这就须要用到 虚函数（也就是 动态联篇）

 class  A

  {

 public :

       virtual   void  funPrint() {cout<< "funPrint of class A" <<endl;};

 };

 

 class  B: public  A

  {

 public :

       virtual   void  funPrint() {cout<< "funPrint of class B" <<endl;};

 };

 

 void  main()

  {

     A *p;  // 定 义基类的指针 

     A a;

     B b;

     p=&a;

     p->funPrint();

     p=&b;

     p->funPrint();

 }

在基 类的成员函数前加 virtual 关键字表示这个函数是一个虚函数，所谓虚函数就是在编译的时候不确定要调用哪个函数，而是动态决定将要调 用哪个函数，要 实现虚函数必须派生类的函数名与基类相同，参数名参数类型等也要与基类相同。但派生类中的 virtual 关键字可以省略，也表 示 这是一个虚函数。下面来解决一下代码，声明一个基类的指针（必须是基类，反之则不行） p ，把 p 指向 类 A 的 实例 a ， 调用 funPrint 函数， 这 时系统会判断 p 所指向的 实例的类型 , 如果是 A 类的实例就调用 A 类的 funPrint 函数，如果是 B 类的实例就调用 B 类的 funPrint 函数。 

     纯虚函数 

     与其叫 纯虚函数还不如叫抽象类 , 它只是声明一个函数但不 实现它，让派生类去实现它 , 其 实这也很好理解。

 class  Vehicle

  {

 public :

      virtual   void  PrintTyre()= 0 ;  // 纯虚函数是这样定义的 

 };

 

 class  Camion: public  Vehicle

  {

 public :

       virtual   void  PrintTyre() {cout<< "Camion tyre four" <<endl;};

 };

 

 class  Bike: public  Vehicle

  {

 public :

       virtual   void  PrintTyre() {cout<< "Bike tyre two" <<endl;};

 };

 

 void  main()

  {

     Camion c;

     Bike b;

     b.PrintTyre();

     c.PrintTyre();

 }

如上代 码，定义了一个交通工具类（ Vehicle ）， 类中有一函数可打印出交通工具的轮胎个数，但交通工具很多轮胎个数自然也就不确定，所以 就把它定 义为纯虚函数 , 也就是光定 义函数名不去实现它，类 Camion 继承了 Vehicle 并 实现了里面的代码，打印出有 4 个 轮胎。 Bike 类也是一样。 有一点 须要注 意一下， 纯虚函数不能实化化，但可以声明指针。 

总结 

     虚基 类 

    1, 一个 类可以在一个类族中既被用作虚基类，也被用作非虚基类。 

    2, 在派生 类的对象中，同名的虚基类只产生一个虚基类子对象，而某个非虚基类产生各自的子对象。 

    3, 虚基 类子对象是由最派生类的构造函数通过调用虚基类的构造函数进行初始化的。 

    4, 最派生 类是指在继承结构中建立对象时所指定的类。 

    5, 派生 类的构造函数的成员初始化列表中必须列出对虚基类构造函数的调用；如果未列出，则表示使用该 虚基 类的缺省构造函数。 

    6, 从虚基 类直接或间接派生的派生类中的构造函数的成员初始化列表中都要列出对虚基类构造函数的调用。但只有用于建立对象的最派生 类的构造函数调用虚基类的构造函数，而该派生类的所有基类中列出的对虚基类的构造函数的调用在执行中被忽略，从而保证对虚基类子对象 只初始化一次。 

    7, 在一个成 员初始化列表中同时出现对虚基类和非虚基类构造函数的调用时，虚基类的构造函数先于非虚基类的构造函数执行。 

     虚函数 

    1, 虚函数是非静 态的、非内联的成员函数，而不能是友 元函数，但虚函数可以在另一个 类中被声明为友元函数。 

    2, 虚函数声明只能出 现在类定义的函数原型声明中，而不能在成员函数的函数体实现的时候声明。 

    3, 一个虚函数无 论被公有继承多少次，它仍然保持其虚函数的特性。 

    4, 若 类中一个成员函数被说明为虚函数，则该成员函数在派生类中可能有不同的实现。当使用该成员函数操作指针或引用所标识的对象时 ， 对该成员函数调用可采用动态联编。 

    5, 定 义了虚函数后，程序中声明的指向基类的指针就可以指向其派生类。在执行过程中，该函数可以不断改变 它所指向的 对象，调用不同 版本的成 员函数，而且这些动作都是在运行时动态实现的。虚函数充分体现了面向对象程序设计的动态多态性。 纯虚函数 版本的成 员函数，而且这些动作都是在运行时动态实现的。虚函数充分体现了面向对象程序设计的动态多态性。 

     纯虚函数 

    1, 当在基 类 中不能 为虚函数给出一个有意义的实现时，可以将其声明为纯虚函数，其实现留待派生类完成。 

    2, 纯虚函数的作用是为派生类提供一个一致的接口。 

    3, 纯虚函数不能实化化，但可 以声明指 针 。