引言：

若要访问派生类中相同名字的函数，必须将基类中的同名函数定义为 虚函数，这样，将不同的派生类对象的地址赋给基类的指针变量后， 就可以动态地根据这种赋值语句调用不同类中的函数。

一、虚函数的定义和使用

可以在程序运行时通过调用相同的函数名而实现不同功能的 函数称为虚函数。定义格式为：

virtual FuncName();

一旦把基类的成员函数定义为虚函数，由基类所派生出来的所 有派生类中，该函数均保持虚函数的特性。

在派生类中重新定义基类中的虚函数时，可以不用关键字virtual来修饰这个成员函数 。

虚函数是用关键字virtual修饰的某基类中的protected或public成员函数。 它可以在派生类中重新定义，以形成不同版本。只有在程序的执行过程中，依据指针具体指向哪个类对象，或依据引用哪个类对象，才能确定激活哪一个版本，实现动态聚束。

关于虚函数，说明以下几点：

1、当在基类中把成员函数定义为虚函数后，在其派生类中定义的虚函数必须与基类中的虚函数同名，参数的类型、顺序、参数的个数必须一一对应，函数的返回的类型也相同。若函数名相同，但参数的个数不同或者参数的类型不同时，则属于函数的重载，而不是虚函数。若函数名不同，显然这是不同的成员函数。

2、实现这种动态的多态性时，必须使用基类类型的指针变量，并使该 指针指向不同的派生类对象，并通过调用指针所指向的虚函数才能实现 动态的多态性。

3、虚函数必须是类的一个成员函数，不能是友元函数，也不能是静态 的成员函数。

4、在派生类中没有重新定义虚函数时，与一般的成员函数一样，当调 用这种派生类对象的虚函数时，则调用其基类中的虚函数。

5、可把析构函数定义为虚函数，但是，不能将构造函数定义为虚函数。

6、虚函数与一般的成员函数相比较，调用时的执行速度要慢一些。为 了实现多态性，在每一个派生类中均要保存相应虚函数的入口地址表，函数的调用机制也是间接实现的。因此，除了要编写一些通用的程序，并一定要使用虚函数才能完成其功能要求外，通常不必使用虚函数。7、一个函数如果被定义成虚函数，则不管经历多少次派生，仍将保持 其虚特性，以实现“一个接口，多个形态”。

虚函数的访问

用基类指针访问与用对象名访问的区别：

1、用基指针访问虚函数时，指向其实际派生类对象重新定义的函数。实现动态聚束。

2、通过一个对象名访问时，只能静态聚束。即由编译器在编译的时候决 定调用哪个函数。

二、纯虚函数

基类中不对虚函数给出有意义的实现，它只是在派生类中有具体的意义。这时基类中的虚函数只是一个入口，具体的目的地由不同的派生类中的对象决定。这个虚函数称为纯虚函数。

class <基类名>

{ virtual <类型><函数名>(<参数表>)=0;

…

};

1、在定义纯虚函数时，不能定义虚函数的实现部分。

2、把函数名赋值为0，本质上是将指向函数体的指针值赋为初值0。与定义空函数不一样，空函数的函数体为空，即调用该函数时，不执行任何动作。没有在派生类重新定义这种虚函数之前，是不能调用这种纯虚函数的。

3、把至少包含一个纯虚函数的类，称为抽象类。这种类只能作为派生 类的基类，不能用来创建对象。

其理由是明显的：因为虚函数没有实现部分，所以不能产生对象。但 可以定义指向抽象类的指针，即指向这种基类的指针。当用这种基类 指针指向其派生类的对象时，必须在派生类中重载纯虚函数，否则会 产生程序的运行错误。

4、在以抽象类作为基类的派生类中必须有纯虚函数的实现部分，即必 须有重载纯虚函数的函数体。否则，这样的派生类也是不能产生对象的。 综上所述，可把纯虚函数归结为：抽象类的唯一用途是为派生类提供基类，纯虚函数的作用是作为派生类中的成员函数的基础，并实现动态多态性。

三、补充内容

const 、volatile对象和成员函数

用const修饰的对象，只能访问该类中用const修饰的成员函数，而其它的成员函数 是不能访问的。

用volatile修饰的对象，只能访问该类中用volatile修饰的成员函数， 不能访问其它的成员函数。

当希望成员函数只能引用成员数据的值，而不允许成员函数修改数据成员的值时， 可用关键词const修饰成员函数。一旦在用const修饰的成员函数中出现修改成员数 据的值时，将导致编译错误。

const和volatile成员函数

在成员函数的前面加上关键字const，则表示这函数返回一个常量，其值不可改变。

const成员函数则是指将const放在参数表之后，函数体之前.

其一般格式为：FuncName() const ；

其语义是指明这函数的this指针所指向的对象是一个常量，即规定了const成员函数 不能修改对象的数据成员，在函数体内只能调用const成员函数，不能调用其它的成 员函数。

用volatile修饰一个成员函数时，其一般格式为：

FuncName() volatile；

其语义是指明成员函数具有一个易变的this指针，调用这个函数时，编译程序把属

于此类的所有的数据成员都看作是易变的变量，编译器不要对这函数作优化工作。

由于关键字const和volatile是属于数据类型的组成部分，因此，若在类定义 之外定义const成员函数或volatile成员函数时，则必须用这二个关键字修饰，否则 编译器认为是重载函数，而不是定义const成员函数或volatile成员函数。

指向类成员的指针

在C++中可以定义一种特殊的指针，它指向类中的成员函数或类中的数据成员。并 可通过这样的指针来使用类中的数据成员或调用类中的成员函数。

指向类中数据成员的指针变量

定义一个指向类中数据成员的指针变量的一般格式为：

ClassName:: PointName;

其中type是指针PointName所指向数据的类型，它必须是类ClassName中某一数据成 员的类型

1、指向类中数据成员的指针变量不是类中的成员，这种指针变量应在类外定义。

2、与指向类中数据成员的指针变量同类型的任一数据成员，可将其地址赋给这种指针变量，赋值的一般格式为：

PointName = &ClassName::member;

这种赋值，是取该成员相对于该类的所在对象中的偏移量，即相对地址（距离开始位置的字节数）

如：mptr = &S::y;

表示将数据成员y的相对起始地址赋给指针变量mptr。

3、用这种指针访问数据成员时，必须指明是使用那一个对象的数据成员。当与对象结合使用时， 其用法为：

ObjectName. PointName

4、由于这种指针变量并不是类的成员，所以使用它只能访问对象的公有数据成员。若要访问对象的私有数据成员，必须通过成员函数来实现。

指向类中成员函数的指针变量

定义一个指向类中成员函数的指针变量的一般格式为：

（ClassName:: *PointName）（）;

其中PointName是指向类中成员函数的指针变量；ClassName是已定义的类名；type 是通过函数指针PointName调用类中的成员函数时所返回值的数据类型，它必须与 类ClassName中某一成员函数的返回值的类型相一致；是函数的形式参 数表。

在使用这种指向成员函数的指针前，应先对其赋值

PointName= ClassName::FuncName;

同样地，只是将指定成员函数的相对地址赋给指向成员函数的指针。

在调用时，用(对象名.指针)( )的形式。

比如 ：int max( int a,int b)

{

return (a>b?a:b);

}

若有：int(*f)( int, int ); f=max;

则调用时(*f)(x,y);

所以：(s1.*mptr1)(); (s1.*mptr2)(100);

或: (ps->*mptr1)( ); (ps-*mptr2)(100);

对指向成员函数的指针变量的使用方法说明以下几点：

1、指向类中成员函数的指针变量不是类中的成员，这种指针变量应在类外定义。

2、不能将任一成员函数的地址赋给指向成员函数的指针变量，只有成员函数的参 数个数、参数类型、参数的顺序和函数的类型均与这种指针变量相同时，才能将成 员函数的指针赋给这种变量。

3、使用这种指针变量来调用成员函数时，必须指明调用那一个对象的成员函数， 这种指针变量是不能单独使用的。用对象名引用。

4、由于这种指针变量不是类的成员，所以用它只能调用公有的成员函数。若要访 问类中的私有成员函数，必须通过类中的其它的公有成员函数。

5、当一个成员函数的指针指向一个虚函数，且通过指向对象的基类指针或对象的 引用来访问该成员函数指针时，同样地产生运行时的多态性。

6、当用这种指针指向静态的成员函数时，可直接使用类名而不要列举对象名。这 是由静态成员函数的特性所确定的。

例题：

通过虚函数实现一个计算矩形面积和三角形状面积的程序。基类为形状类，派生类为矩形类和三角形类，通过基类指针指向不同的派生类对象，调用求面积函数，得到相应的面积结果，实现多态性。

（注：派生类没有成员变量，计算面积使用基类成员变量）

代码如下：

class Shape
{
public:
  double s;
  double a;
  double b;
  double h;
  double virtual SS(double x, double y)
  {
    cout << "调用了基类的函数" << endl;
    return 0;
  }
};
class Rectangle:public Shape
{
public:
  double SS(double x, double y);
};
double Rectangle::SS(double x, double y)
{
  cout << "调用了Rectangle类的函数" << endl;
  a = x;
  b = y;
  s = 1.0 / 2 * (x * y);
  cout << "三角形的面积为" << s << endl;
  return 0;
}
class Triangle:public Shape
{
public:
  double SS(double x, double y);
};
double Triangle::SS(double x, double y)
{
  cout << "调用了Triangle类的函数" << endl;
  a = x;
  h = y;
  s = x * y;
  cout << "长方体的面积为"<<s<< endl;
  return 0;
}
int main()
{
  Rectangle a;
  Triangle b;
  Shape *p;
  p = &a;
  p->SS(2.6, 6.6);
  p = &b;
  p->SS(9.9, 2.0);
  return 0;
}

结果如下：