C＋之虚函数

都说面向对象的三大特性是封装、继承、多态。C++作为一门面向对象编程语言，肯定也是具备了面向对象的三大特性，那么在C++中是如何实现多态的呢？

在C++中是通过虚函数动态绑定的方式实现多态的。

虚函数与纯虚函数

首先我们来回顾一下虚函数，在C++中是使用关键字修饰的函数就是虚函数，下面是一个简单的虚函数例子:

虚函数必须在基类中实现，如果不实现的话就会编译报错。

如果我们不想实现虚函数的话可以将其声明为纯虚函数，纯虚函数的声明方式如下：

声明了纯虚函数的类称为抽象类，继承抽象类的最终子类必须父类的纯虚函数，否则不能生产对应的类对象。以下是一个纯虚函数的例子:

有了虚函数我们就能通过基类的的指针进行动态绑定，在运行时访问到子类的函数，但是动态绑定只能发生在指针或引用上。例如在以下的例子中，函数是不会访问到子类的函数的，它访问的函数依然是基类的虚函数，也就是说它没有发生动态绑定，因为它既不是指针也不是引用。

运行打印结果：

如果一个类可能会被继承，这个类的析构函数应该被声明为一个虚函数，否则会引发内存泄漏。例如以下例子:

运行输出如下：

从运行结果可以看出A没有被正确析构，这是因为它的基类Base的析构函数没有被声明为虚函数的原因，此时只要我们把Base类的析构函数声明为虚函数即可修复这个内存泄漏的问题，也就是：

虚函数总结：

1、当我们在派生类中覆盖了某个虚函数时，可以再一次使用virtual关键字指出该函数的性质。然而这么做并非必须，因为一旦某个函数被声明成虚函数，则在所有派生类中它都是虚函数。

2、虚函数只有在引用或者指针调用时才会发生动态绑定；

3、基类的析构函数需要声明为虚函数；

4、虚函数必须要在基类实现，不实现，编译会报错；

5、如果子类没有实现父类的纯虚函数，则该子类不能被构造成一个对象。

多态实现原理-虚函数表

通过上面的例子我们知道了在C++中通过引用或指针的形式进行虚函数的动态绑定而实现多态，那么动态绑定在C++中是如何实现呢？答案是虚函数表。

所谓的虚函数表就是：

当编译器在编译过程中遇到virtual关键字时，它不会对函数调用进行绑定，而是为包含虚函数的类建立一张虚函数表Vtable。在虚函数表中，编译器按照虚函数的声明顺序依次保存虚函数地址。同时，编译器会在类中添加一个隐藏的虚函数指针VPTR，指向虚函数表。在创建对象时，将虚函数指针VPTR放置在对象的起始位置，为其分配空间，并调用构造函数将其初始化为虚函数表地址。需要注意的是，虚函数表不占用对象空间。

虚函数表总结：

1、单继承下的虚函数表

虚函数表中的指针顺序，按照虚函数声明的顺序排序；基类的虚函数指针在派生类的前面。

2、多继承下的虚函数表

多继承关系下会有多个虚函数表，也会有多个指向不同虚函数表的指针；