虚函数-招聘街

一、虚函数

虚函数是面向对象程序设计中的一个重要概念，它允许基类的方法在派生类中被重写并实现多态性。在对象的继承链中，派生类可以对虚函数进行重写，使得程序在运行时根据对象的实际类型来调用适当的函数实现。

在C++语言中，通过在函数声明中使用关键字virtual来定义虚函数。虚函数通过解决运行时多态性问题，在对象的继承层次结构中起到了重要作用。

虚函数的原理

在C++中，虚函数的调用是通过虚函数表（virtual function table）来实现的。每个含有虚函数的类都会在内存中维护一个虚函数表，该表存储了虚函数的地址。当对象被创建时，会分配一个指向虚函数表的指针，称为虚函数表指针。

当通过基类指针或引用调用虚函数时，编译器会根据对象的实际类型查找虚函数表，并调用正确的实现。这种动态绑定的特性使得程序可以根据对象的实际类型来决定函数的调用。

虚函数的优点

虚函数的使用具有多种优点：

实现多态性：虚函数允许基类的方法在派生类中进行重写，实现多态性。这样可以使程序更加灵活，根据对象的实际类型来选择不同的方法实现。
代码复用：通过继承机制，派生类可以重用基类中定义的虚函数。这样可以减少重复的代码，提高代码的可维护性。
扩展性：通过添加新的派生类并重写虚函数，可以很容易地扩展系统功能而不影响其他已有代码。

虚函数的注意事项

在使用虚函数时，需要注意以下几点：

虚函数不能是静态成员函数或友元函数。因为静态函数和友元函数不依赖于具体的对象，无法实现动态绑定的特性。
构造函数和析构函数可以是虚函数，但通常不建议将它们声明为虚函数。因为构造函数在对象创建时被调用，而此时虚函数表还没有被初始化。析构函数通常需要保持轻量级，避免出现性能问题。
虚函数的调用会带来一定的性能开销，因为需要根据虚函数表进行查找。对于频繁调用的函数，可以考虑使用普通的非虚函数来提高性能。

实例演示

下面通过一个简单的例子来演示虚函数的使用：


#include<iostream>

class Shape {
public:
    virtual void draw() {
        std::cout << "Shape::draw() called" << std::endl;
    }
};

class Circle : public Shape {
public:
    void draw() override {
        std::cout << "Circle::draw() called" << std::endl;
    }
};

class Rectangle : public Shape {
public:
    void draw() override {
        std::cout << "Rectangle::draw() called" << std::endl;
    }
};

int main() {
    Shape* shape1 = new Circle();
    Shape* shape2 = new Rectangle();

    shape1->draw();
    shape2->draw();

    delete shape1;
    delete shape2;

    return 0;
}

运行结果：


Circle::draw() called
Rectangle::draw() called

从上述例子可以看出，通过基类指针调用虚函数时，根据对象的实际类型分别调用了相应的派生类函数实现。

总结

虚函数是C++中一种强大的特性，通过实现多态性提高了程序的灵活性、可维护性和扩展性。虽然虚函数的使用会带来一定的性能开销，但在大多数情况下，这个开销是可以接受的。在设计面向对象的程序时，合理地使用虚函数可以使程序更加清晰、简洁和可扩展。

二、纯虚函数与虚函数区别？

虚函数是在基类中作总体框架定义，定义时在函数的返回类型名前加上virtual构成。它的具体不同实现版本是在其类的派生类里实现的。

纯虚函数是在其类中连基本框架都定义不出来，所以只是用“virtual 类型名函数名()=0;”的形式来声明基类中有这么一个函数，而它的实现则完全由基类的派生类根据不同需要来完成。

有纯虚函数的基类叫抽象类，不能被实例化(即不能生成对象)，只能被继承。我的理解是：虚函数实现的具体版本中总是有通用的部分，这些通用部分可以在基类中定义，而纯虚函数则完全没有能共用的部分，完全是由派生类中不同的实现完成的

三、虚函数和纯虚函数的差别？

虚函数和纯虚函数都是C++中的概念，用于实现多态性。它们的主要区别在于：

函数是数学中的一个概念，它是一种特殊的映射，将输入值映射到输出值。函数可以看作是一种规则或算法，给定输入值，根据该规则或算法计算出唯一的输出值。

在数学中，函数通常表示为 f(x)，其中 f 是函数的名称，x 是输入变量。函数可以是一元函数（一个输入变量）或多元函数（多个输入变量）。

函数的定义通常包括以下三个要素：

1. 定义域：输入值的集合。

2. 值域：输出值的集合。

3. 对应关系：将输入值映射到输出值的规则或算法。

根据对应关系的不同，函数可以分为不同的类型，如线性函数、多项式函数、三角函数、指数函数等。

在实际应用中，函数可以用于描述各种规律和关系，如物理定律、经济模型、生物模型等。通过函数，我们可以将实际问题转化为数学问题，从而更好地理解和解决这些问题。

1. 虚函数可以在基类中有默认实现，子类可以选择性地覆盖它们的实现。而纯虚函数则没有默认实现，必须在派生类中实现。

2. 虚函数可以被直接使用，也可以被子类重载以后以多态的形式调用。而纯虚函数不能被直接调用，必须在子类中实现该函数才可以使用。

3. 如果一个类中包含纯虚函数，则该类被称为抽象类，不能被实例化。而只含有虚函数的类可以被实例化。

总的来说，虚函数和纯虚函数都可以在子类中被重载，以多态的形式被调用，但纯虚函数在基类只有声明而没有定义，且只存在于抽象基类中。

四、java 中有虚函数吗

今天我们来掆讨一个关于 Java 的热门话题： java 中有虚函数吗。Java 是一门面向对象的程序设计语言，同时也是一门非常流行和广泛应用的语言。在 Java 中，虚函数的概念与 C++ 等语言中的虚函数有所不同。本文将深入探讨 Java 中关于虚函数的应用和相关概念。

虚函数是什么？

在面向对象的编程语言中，虚函数是一种允许在派生类中重写的函数。通过使用虚函数，可以实现多态性，使得程序根据对象的实际类型来调用相应的函数。在 C++ 中，通过将基类的成员函数声明为虚函数，可以实现运行时多态。那么在 Java 中，虚函数是如何实现的呢？

Java 中的虚函数实现

与 C++ 不同，Java 中的所有方法默认都是虚函数。也就是说，Java 中的方法都是动态绑定的。在 Java 中，可以通过使用 @Override 注解来明确地告诉编译器，该方法是重写了父类中的方法。这样一来，即使在父类中使用父类类型声明对象，调用被子类重写的方法时，仍会根据实际的对象类型来执行相应的方法。

另外，Java 中还有一种特殊的方法叫做静态方法。静态方法是属于类的方法，而不是属于对象的方法。因此，静态方法不能被子类重写。即使子类中定义了与父类静态方法相同的方法名和参数，实际调用时仍会执行父类的静态方法。

虚函数的作用

虚函数在面向对象的程序设计中扮演着重要的角色。它使得程序可以根据对象的实际类型来动态地调用相应的函数，实现多态性。通过虚函数的应用，可以简化程序的设计，增强程序的灵活性，便于扩展和维护。

另外，虚函数还有助于实现抽象类和接口的概念。抽象类是包含抽象方法的类，无法被实例化，只能被继承。接口是一种更加抽象的概念，定义了一组抽象方法的集合，任何实现了该接口的类都必须实现这些方法。通过虚函数的机制，可以很好地支持抽象类和接口的设计。

Java 中虚函数的应用举例

让我们通过一个简单的示例来说明在 Java 中虚函数的应用。

假设我们有一个动物（ Animal ）类，其中定义了一个 eat 方法：

Animal { void eat() { System.out.println("Animal is eating"); } }

现在我们定义一个子类 Dog 继承自 Animal，并重写 eat 方法：

Dog extends Animal {
    void eat() {
        System.out.println("Dog is eating");
    }
}

在程序中，我们可以这样使用这两个类：

Animal animal = new Dog();
animal.eat(); // 输出：Dog is eating

在上面的示例中，我们使用父类类型声明了一个对象 animal，但实际上对象是子类 Dog 的实例。当调用 eat 方法时，由于 eat 方法是虚函数，所以最终执行的是子类 Dog 中的 eat 方法。

总结

虚函数是面向对象编程中重要的概念，它实现了多态性，使程序更加灵活和易扩展。在 Java 中，虚函数的应用与 C++ 中的虚函数略有不同，但通过动态绑定的方式实现了类似的功能。通过本文的讨论，希望读者对 Java 中虚函数的概念有了更深入的理解，并能够在实际开发中灵活运用。

五、什么是虚函数？

虚函数定义：如果在基类中将某个函数指定为并且派生类中有另外一个该函数的定义，则编译器将知道我们不想静态连接该函数。我们真正需要的是基于调用该函数的对象种类，在程序的特定位置选择调用哪一个函数。

作用：虚函数的作用用专业术语来解释就是实现多态性，多态性是将接口与实现进行分离；用形象的语言来解释就是实现以共同的方法，但因个体差异，而采用不同的策略。

六、全局函数可以是虚函数嘛？

A)虚函数是一个静态成员函数（静态是编译是实现 X）

B)虚函数是一个非成员函数(这里意思是全局函数 X）

C)虚函数既可以在函数说明时定义,也可以在函数实现时定义（这是纯虚函数 X）

D)派生类的虚函数与基类中对应的虚函数具有相同的参数个数和类型

七、虚函数和普通函数的区别？

虚函数是由指针地址中的数据类型来判断函数使用,而非虚函数则是仅仅看指针类型来调用；因此在非虚的情况下调用的是Animal类型,因为指针也是animal类型；而在虚函数的情况下调用的是fish类型的breathe（）.

八、实函数和虚函数的区别？

实函数（Non-virtual Function）和虚函数（Virtual Function）是面向对象编程中的两个概念，它们在继承和多态性方面有所区别。

1. 实函数（非虚函数）:

- 实函数是在基类中定义的普通成员函数，在子类中可以通过重写（覆盖）的方式进行修改或扩展，但并非必须。

- 在运行时，实函数的调用是静态绑定的，即根据函数的声明类型，而不考虑实际对象的类型。

- 编译器在编译时就确定调用的函数，在程序运行时效率较高。

2. 虚函数：

- 虚函数是在基类中使用virtual关键字声明的成员函数，它可以在子类中重写（覆盖），实现多态性。

- 在运行时，通过对象的实际类型动态绑定，根据对象的实际类型调用相应的函数实现动态多态性。

- 虚函数通过使用基类指针或引用调用子类对象的方法，可以实现多态性，提高代码的灵活性和扩展性。

总结：

实函数和虚函数的区别在于，实函数在运行时根据函数的声明类型来确定调用的函数，而虚函数在运行时根据对象的实际类型动态绑定调用相应的函数。虚函数的使用可以实现多态性，使得子类对象可以按照基类对象的方式被操作和调用。

九、static函数能调虚函数吗？

1.如果通过对象调用虚函数，编译器直接找到虚函数的地址。

2.对于虚函数和成员函数，编译器都会隐式的传入this指针。

3.对于指针和引用的形式来调用虚函数，编译器走的则是虚函数表的路线。

4.无论是成员函数还是虚函数，他的地址都是在编译期间就已经确定下来了，接下来就看你怎么去找到这个虚函数的地址，可以直接找，也可以通过虚函数表.

十、纯虚函数是不是空函数？

纯虚函数跟其他函数的不同之处是，其它虚函数都是把函数地址放在虚表中，调用的时候根据地址调用函数，而纯虚函数因为没有实现，虚表中第一项放的地址是_purecall这个函数，用于在非法调用的时候弹出出错信息;实际上抽象类中的纯虚函数也是可以实现的（注意不要在声明处实现，虽然vc支持）。类似这样：

但是实际在派生类调用的时候，上面声明的函数并不在虚表中，它本身也不在VBase的虚表中，VBase的虚表中放的还是_purecall这个函数。因为这种定义行为本身并不是被c++支持的。我的理解是可以像调用普通函数一样调用它，比如：输出依然是base call，但是如果你这调用(当然这是很不好的规范！)就会发现VBase的f依然是_purecall执行到f()的时候，会弹出错误提示pure virtual function call