c中virtual的作用
C中virtual的作用
什么是virtual？
在C++中，virtual是一个关键字，用于声明类的成员函数为虚函数。虚函数是一种特殊的成员函数，允许在继承关系中进行动态多态的调用。
virtual函数的作用
1.实现多态
通过将基类的成员函数声明为虚函数，可以在派生类中重写该函数，实现不同的功能。这样，在基类指针指向派生类对象时，通过调用虚函数，可以根据实际对象的类型来调用相应的函数。
2.实现动态绑定
使用虚函数可以在运行时动态绑定函数调用。通过使用基类指针或引用指向派生类对象，可以根据实际的对象类型来调用相应的函数，而不是根据指针或引用的类型来确定函数调用。
3.实现运行时多态
虚函数的另一个重要作用是实现运行时多态。通过基类指针或引用指向不同的派生类对象，可以在运行时根据对象的具体类型来调用相应的函数，实现动态多态的效果。
使用virtual的注意事项
4.virtual函数必须是成员函数
虚函数必须是类的成员函数，不能是类的静态成员函数和全局函数。
5.基类中的虚函数应该有默认实现或纯虚函数
基类中的虚函数可以有默认的实现，也可以声明为纯虚函数。纯虚函数是指在基类中没有具体的实现，派生类必须实现该函数。
6.析构函数应该为虚函数
如果基类中有虚函数，则析构函数应该声明为虚函数。这是为了确保在通过基类指针删除派生类对象时，能够正确调用到派生类的析构函数。否则，可能导致派生类的资源无法正确释放。
7.虚函数的调用开销较大
虚函数的调用需要在运行时进行动态绑定，因此会有额外的开销。对于不需要动态多态性的函数，不应该声明为虚函数，以减少运行时的开销。
总结
虚函数是C++中实现多态性的重要手段之一。通过声明虚函数，可以在派生类中重写该函数，实现动态多态的调用。然而，虚函数的使用需要注意性能开销和函数的设计，以确保程序的正常运行和高效性能。
虚函数的实现原理
虚函数的实现原理涉及到C++的对象模型和虚函数表。
在C++中，每个类对象都有一个虚函数表（vtable），虚函数表是一个指针数组，存储着该类的虚函数地址。当类中包含有虚函数时，编译器会为该类生成一个虚函数表，并将该类的所有虚函数的地址按照声明顺序存储在虚函数表中。
在对象的内存布局中，通常会包含一个指向虚函数表的指针（vptr），该指针指向虚函数表的起始地址。当通过基类指针或引用调用虚函数时，会通过vptr来访问虚函数表，并根据函数的索引在虚函数表中到相应的函数地址进行调用。
在派生类中重写虚函数时，虚函数表的对应位置会被派生类的函数地址替换，从而实现派生类对虚函数的重写。
虚函数的实际应用
虚函数在实际的软件开发中广泛应用，特别是在涉及到多态性的场景，如基类与派生类之间的多态性调用。
通过将基类的成员函数声明为虚函数，可以在派生类中重写该函数，并根据实际对象的类型来调用相应的函数。这种多态性的调用提高了代码的灵活性和可扩展性。
虚函数也常见于设计模式中的使用。如策略模式、模板模式等设计模式中，通过将某些方法声明为虚函数，可以在派生类中实现具体的行为，从而实现不同的算法或逻辑。
总结
多态性与虚函数
虚函数的实现原理是通过虚函数表和虚函数指针来实现的，根据对象的类型动态调用相应的函数。虚函数在多态性和设计模式中发挥着重要的作用，提高了代码的灵活性和可扩展性。对于C++程序员来说，灵活运用虚函数是非常重要的技巧之一。