C++继承中虚函数和多态

（1）虚函数

在类的成员函数前面加 virtual 关键字，这个成员函数就是虚函数。

（2）虚函数重写

当在子类中定义了一个与父类完全相同的虚函数的时候，就称这个子类的函数重写（覆盖）了父类的这个虚函数。

（3）多态

当使用基类的指针或引用调用重写的虚函数是，当指向父类时，调用的函数就是父类的虚函数；当指向子类的时候，调用的函数就是子类的虚函数。也就是说，函数的参数不再与类型有关，而是跟对象有关。
例子如下：

#include<iostream>
using namespace std;

class Person{
public:
    virtual void BuyTickets(){
        cout << "买票" << endl;
    }
};

class Student : public Person{
public:
    virtual void BuyTickets(){
        cout << "买半价票" << endl;
    }
};

void Fun( Person& p){
    p.BuyTickets();
}

int main()
{
    Person p;
    Student s;
    Fun(p);
    Fun(s);
    return 0;
}

上面的代码中，Fun函数中形参是 Person的指针，通过这个指针调用了一个BuyTickets()函数。但是当main函数中两次调用Fun函数的时候，第一次传的是 Person对象，第二次传递的是Student对象。他们调用的函数分别是各自的BuyTickets()函数。见上图。这就是多态的意义，同一个函数名，传递不同的参数。

（4）重载和虚函数总结

1. 构成重载，需要返回值、函数名、传参都一模一样。
2. 去掉 Person 的 virtual 不再构成多态，这个时候，与对象无关，与类型有关。
3. 去掉 Student 的 virtual ，保留 Person 的 virtual 。依然构成重载，因为 Student 默认继承 virtual。
4. 重载有一个例外，协变。返回值可以是父子关系的指针或者引用。(见下文代码1）
5. 只有成员函数才能定义为虚函数。
6. 静态的成员函数不能定义为虚函数。因为没有this指针。
7. 在类外面定义函数的时候，virtual只能加在声明，不能在类外的定义前加virtual。
8. 构造函数不能的定义为虚函数。同时不要在构造函数和析构函数中调用虚函数，在这两个函数中，对象不是完整的，可能会出现，未定义的场景。
9. 最好把基类的析构函数声明为虚函数。（见下文代码2）

//代码1、协变
class Person {
    public:
    //使用了父类的引用
        virtual Person& BuyTickets(){
            return this;
        }
};
class Student : public Person{
    public:
    //使用了子类的引用
        virtual Student& BuyTickets(){
            return this;
        }
};

//代码2、有一个场景，如果父类的指针指向了子类的对象。
class A{
    public:
        A(int a=10 )
            :_pa( new int (a) )
        {}

        //~A(){
        virtual ~A(){
            delete _pa;
            cout << "~A" << endl;
        }
    protected:
        int *_pa;
};

class B : public A{
    public:
        B()
            :A(10)
             ,_pb( new int(10) )
        {}
        ~B(){
            delete _pb;
            cout << "~B()" << endl;
        }
    protected:
        int *_pb;
};

int main()
{
//父类的指针pa指向了子类B对象
    A* pa = new B;
    delete pa;
    pa = new A;
    delete pa;
    return 0;
}

此时~A()跟类型有关，调用了父类的析构，对象B的空间未释放，造成内存泄漏。

此时，virtual ~A()跟对象有关，调用了子类的析构函数，正确释放B的空间。

（5）纯虚函数

纯虚函数的格式就是在成员函数的括号之后 =0，他强制子类重写该函数。
其中包含了纯虚函数的类叫做抽象类（接口类）。抽象类不能实例化出对象，纯虚函数在派生类中重新定义之后，派生类可有实例化出对象。

class Person{
    public:
    //纯虚函数
        virtual void Display() = 0;
    protected:
        string _name;
};

class Student{
    public:
        virtual void Display()
        {}
};
//Person 对象不能存在，但是 Person的指针和引用是可以存在的
Person *p = new Student;

（6）继承体系同名成员函数关系

名称	作用域	要求	其他
重载	同一个作用域	函数名相同，形参不同	返回值可以不同
重写（覆盖）	不同作用域	1、函数名、形参、返回值都相同（协变除外）2、基类函数必须要有virtual关键字	访问限定符无要求
重定义（隐藏）	不同作用域	函数名相同	不同作用域，不是重写就是重定义

（7）继承与友元、静态成员

1. 友元关系不能继承。
2. 基类的友元函数，不能访问子类的保护、私有成员。
3. 基类定义了一个讲台成员，整个继承体系中只能有一个，子类和父类共用。