虚函数 vs 纯虚函数 vs 静态函数（C++）

🧩 一图看懂：虚函数 vs 纯虚函数

特性	虚函数（Virtual）	纯虚函数（Pure Virtual）
语法	virtual void foo();	virtual void foo() = 0;
是否必须实现	✅ 必须在类中实现	❌ 不在基类实现，派生类必须实现
是否可被重写	✅ 可重写（override）	✅ 必须被重写（override）
用途	支持运行时多态，可选重写	强制派生类必须重写，实现接口规范
是否构成抽象类	❌ 不一定	✅ 是抽象类，不能实例化

✅ 虚函数（virtual）

• 语法：virtual void speak();

• 作用：支持 运行时多态

• 特性：

  • 有默认实现

  • 可以被子类覆盖

  • 必须是非静态成员函数

• 使用场景：需要在子类中覆盖行为（但不是强制）

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✅ 纯虚函数（= 0）

• 语法：virtual void speak() = 0;

• 作用：创建接口函数，强制子类必须实现

• 特性：

  • 没有默认实现

  • 子类 必须重写，否则也是抽象类

  • 所在类称为 抽象类，不能被实例化

• 用途：面向接口编程、设计规范

class Animal {

public:

    virtual void speak() = 0; // 纯虚函数

};

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✅ 静态成员函数（static）

• 属于类本身，而不是对象

• ❌ 不能是虚函数，因为没有 this 指针

• 无法访问非静态成员（因为不依赖对象）

class A {

public:

  static void sayHello(); // 和对象无关

};

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🧠 三、抽象类（包含纯虚函数的类）

• 语法：类中至少一个函数是 virtual void foo() = 0;

• 特点：

  • 不能被实例化

  • 派生类必须实现纯虚函数，才可以实例化

  • 通常作为接口使用，规范子类的行为

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📌 四、虚函数工作原理：虚函数表（vtable）

• 编译器为类创建一张虚函数表

• 对象内部有个隐藏指针指向这个表（vptr）

• 当你调用虚函数时，实际会通过 vtable 找到正确的函数地址 ➜ 实现多态

🔑 小结：口诀记忆版

项目	口诀
const 指针	左定值，右定向，const 修饰不变量
虚函数	支持多态，可选覆盖
纯虚函数	没有实现，强制子类实现，是接口
抽象类	有纯虚函数，不可实例化，只能继承
静态函数	类级函数，不能访问对象成员，不能是虚函数
多态原则	通过指针/引用访问虚函数，才会发生运行时多态
析构函数	如果类有虚函数，析构函数也应为虚函数，防止内存泄漏

详情请见：C++ 虚函数和纯虚函数的区别 | 菜鸟教程