C++总结 ----- 虚函数和多态性(二)-优快云博客

本文深入探讨了C++中的多态性概念及其关键实现机制——虚函数与纯虚函数。通过实例讲解了如何利用多态性来增强代码的灵活性，并详细解释了抽象类的作用及其实现细节。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

《深入浅出MFC》这样解释：

多态（Polymorphism）

以相同的指令调用不同的函数，这种性质称为多态。意思是：“the ability to assume many forms”.这种必须在执行时才能判定邦定了哪个函数，称为后期邦定或者动态邦定（dynamic binding）.至于Ｃ函数或者Ｃ＋＋的non-virtual函数，在编译期就转换为一个固定地址的调用了，这称为前期邦定（early binding）或者静态邦定（static binding）.

Polymorphism的目的，就是要让处理“基类之对象”的程序代码，能完全无碍地继续适当处理“派生之对象”。

对于抽象基类，它的目的就是为了派生出派生类，这样的类中，其需函数的任何实现都是没有任何意义的。例如这样一个基类：

class CShape

{

Public:

virtual void display() { };//或者virtual void display() {cout << “.” };

};

这样做不是高明的，因为这个函数根本就不应该调用（ＣＳｈａｐｅ是抽象的），　　我们根本就不应该定义它。不定义但又必须保留一块空间（spaceholder）给它，于是Ｃ＋＋提供了所谓的纯虚函数：

class CShape

{

Public:

Virtual void display() = 0;

};

纯虚函数不需要定义其实际操作，它的存在只是为了在派生类中被重新定义，只是为了提供一个多态的接口。只要是拥有了纯虚函数的类，就是一个抽象类，它是不能被实例化（instantiate）的，也就是说你不能根据它产生任何一个对象。

关于抽象类，我还有一点补充，CCircle继承了CShape之后，如果没有改写CShape中的纯虚函数，那么CCircle本身也是一个拥有纯虚函数的类，于是它也是一个抽象类。

对虚函数的结论：

■　如果你期望派生类重新定义一个成员函数，那么你应该在基类中把此函数设置为virtual。

■ 以单一指令调用不同函数，这种性质称为Polymorphism，意思是the ability to assume many forms.

■ 虚函数是C++语言的Polymorphism性质以及动态邦定的关键。

■ 既然抽象类中虚函数不打算被调用，我们就不应该定义它，应该把它设为纯虚函数（在函数声明之后加上“=0”即可）

■ 我们可以说，拥有纯虚函数的类为抽象类（abstract class）,以别于所谓的具体类（concrete class）

■ 虚函数派生下去仍是虚函数，而且可以省略virtual关键词

类与对象大解剖：

如果能了解C++编译器对于虚函数的实现形式，我们就能知道为什么虚函数可以实现动态邦定。

为了达到动态邦定的目的，C++编译器通过某个表格，在执行期间“间接”调用实际上欲邦定的函数。这样的表格成为虚函数表（vtable）。每一个“内含虚函数的类”，编译器都为它做一个虚函数表，表中的每个元素都指向一个虚函数的地址。此外，编译器也会为类加上一个成员变量，是一个指向该需函数表的指针（vptr）,如下：

class Class1

{

Public:

Data1;

Data2;

Memfunc();

Virtual vfunc1();

Virtual vfunc2();

Virtual vfunc3();

};

Class1对象实例在内存中占据这样的空间：

每一个由此类派生出来的对象，都有这么一个vptr。当我们通过这个对象调用虚函数时，事实上是通过vptr找到虚函数表，在找出虚函数的真正地址。