虛函數(shù)
虛函數(shù)是應(yīng)在派生類中重新定義的成員函數(shù)。 當(dāng)使用指針或?qū)惖囊脕硪门缮念悓?duì)象時(shí)，可以為該對(duì)象調(diào)用虛函數(shù)并執(zhí)行該函數(shù)的派生類版本。
虛函數(shù)確保為該對(duì)象調(diào)用正確的函數(shù)，這與用于進(jìn)行函數(shù)調(diào)用的表達(dá)式無關(guān)。
假定基類包含聲明為 virtual 的函數(shù)，并且派生類定義了相同的函數(shù)。 為派生類的對(duì)象調(diào)用派生類中的函數(shù)，即使它是使用指針或?qū)惖囊脕碚{(diào)用的。 以下示例顯示了一個(gè)基類，它提供了 PrintBalance 函數(shù)和兩個(gè)派生類的實(shí)現(xiàn)
// deriv_VirtualFunctions.cpp// compile with: /EHsc#include <iostream>using namespace std;class Account {public: Account( double d ) { _balance = d; } virtual double GetBalance() { return _balance; } virtual void PrintBalance() { cerr << "Error. Balance not available for base type." << endl; }private: double _balance;};class CheckingAccount : public Account {public: CheckingAccount(double d) : Account(d) {} void PrintBalance() { cout << "Checking account balance: " << GetBalance() << endl; }};class SavingsAccount : public Account {public: SavingsAccount(double d) : Account(d) {} void PrintBalance() { cout << "Savings account balance: " << GetBalance(); }};int main() { // Create objects of type CheckingAccount and SavingsAccount. CheckingAccount *pChecking = new CheckingAccount( 100.00 ) ; SavingsAccount *pSavings = new SavingsAccount( 1000.00 ); // Call PrintBalance using a pointer to Account. Account *pAccount = pChecking; pAccount->PrintBalance(); // Call PrintBalance using a pointer to Account. pAccount = pSavings; pAccount->PrintBalance(); } 在前面的代碼中，對(duì) PrintBalance 的調(diào)用是相同的，pAccount 所指向的對(duì)象除外。 由于 PrintBalance 是虛擬的，因此將調(diào)用為每個(gè)對(duì)象定義的函數(shù)版本。 派生類 PrintBalance 和 CheckingAccount 中的 SavingsAccount 函數(shù)“重寫”基類 Account 中的函數(shù)。
如果聲明的類不提供 PrintBalance 函數(shù)的重寫實(shí)現(xiàn)，則使用基類 Account 中的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)。
派生類中的函數(shù)僅在基類中的虛函數(shù)的類型相同時(shí)重寫這些虛函數(shù)。 派生類中的函數(shù)不能只是與其返回類型中的基類的虛函數(shù)不同；參數(shù)列表也必須不同。
當(dāng)使用指針或引用調(diào)用函數(shù)時(shí)，以下規(guī)則將適用：
根據(jù)為其調(diào)用的對(duì)象的基本類型來解析對(duì)虛函數(shù)的調(diào)用。
根據(jù)指針或引用的類型來解析對(duì)非虛函數(shù)的調(diào)用。
以下示例說明在通過指針調(diào)用時(shí)虛函數(shù)和非虛函數(shù)的行為：
// deriv_VirtualFunctions2.cpp// compile with: /EHsc#include <iostream>using namespace std;class Base {public: virtual void NameOf(); // Virtual function. void InvokingClass(); // Nonvirtual function.};// Implement the two functions.void Base::NameOf() { cout << "Base::NameOf/n";}void Base::InvokingClass() { cout << "Invoked by Base/n";}class Derived : public Base {public: void NameOf(); // Virtual function. void InvokingClass(); // Nonvirtual function.};// Implement the two functions.void Derived::NameOf() { cout << "Derived::NameOf/n";}void Derived::InvokingClass() { cout << "Invoked by Derived/n";}int main() { // Declare an object of type Derived. Derived aDerived; // Declare two pointers, one of type Derived * and the other // of type Base *, and initialize them to point to aDerived. Derived *pDerived = &aDerived; Base *pBase = &aDerived; // Call the functions. pBase->NameOf(); // Call virtual function. pBase->InvokingClass(); // Call nonvirtual function. pDerived->NameOf(); // Call virtual function. pDerived->InvokingClass(); // Call nonvirtual function.} 輸出
Derived::NameOfInvoked by BaseDerived::NameOfInvoked by Derived
請(qǐng)注意，無論 NameOf 函數(shù)是通過指向 Base 的指針還是通過指向 Derived 的指針進(jìn)行調(diào)用，它都會(huì)調(diào)用 Derived 的函數(shù)。 它調(diào)用 Derived 的函數(shù)，因?yàn)?NameOf 是虛函數(shù)，并且 pBase 和 pDerived 都指向類型 Derived 的對(duì)象。
由于僅為類類型的對(duì)象調(diào)用虛函數(shù)，因此不能將全局函數(shù)或靜態(tài)函數(shù)聲明為 virtual。
在派生類中聲明重寫函數(shù)時(shí)可使用 virtual 關(guān)鍵字，但它不是必需的；虛函數(shù)的重寫始終是虛擬的。
必須定義基類中的虛函數(shù)，除非使用 pure-specifier 聲明它們。 （有關(guān)純虛函數(shù)的詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱抽象類。）
可通過使用范圍解析運(yùn)算符 (::) 顯式限定函數(shù)名稱來禁用虛函數(shù)調(diào)用機(jī)制。 考慮先前涉及 Account 類的示例。 若要調(diào)用基類中的 PrintBalance，請(qǐng)使用如下所示的代碼：
CheckingAccount *pChecking = new CheckingAccount( 100.00 );pChecking->Account::PrintBalance(); // Explicit qualification.Account *pAccount = pChecking; // Call Account::PrintBalancepAccount->Account::PrintBalance(); // Explicit qualification.
在前面的示例中，對(duì) PrintBalance 的調(diào)用將禁用虛函數(shù)調(diào)用機(jī)制。
單個(gè)繼承
在“單繼承”（繼承的常見形式）中，類僅具有一個(gè)基類。考慮下圖中闡釋的關(guān)系。
簡(jiǎn)單單繼承關(guān)系圖
注意該圖中從常規(guī)到特定的進(jìn)度。在大多數(shù)類層次結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)的另一個(gè)常見特性是，派生類與基類具有“某種”關(guān)系。在該圖中，Book 是一種 PrintedDocument，而 PaperbackBook 是一種 book。
該圖中的另一個(gè)要注意的是：Book 既是派生類（來自 PrintedDocument），又是基類（PaperbackBook 派生自 Book）。此類類層次結(jié)構(gòu)的框架聲明如下面的示例所示：
// deriv_SingleInheritance.cpp// compile with: /LDclass PrintedDocument {};// Book is derived from PrintedDocument.class Book : public PrintedDocument {};// PaperbackBook is derived from Book.class PaperbackBook : public Book {}; PrintedDocument 被視為 Book 的“直接基”類；它是 PaperbackBook 的“間接基”類。差異在于，直接基類出現(xiàn)在類聲明的基礎(chǔ)列表中，而間接基類不是這樣的。
在聲明派生的類之前聲明從中派生每個(gè)類的基類。為基類提供前向引用聲明是不夠的；它必須是一個(gè)完整聲明。
在前面的示例中，使用訪問說明符 public。 成員訪問控制中介紹了公共的、受保護(hù)的和私有的繼承的含義。
類可用作多個(gè)特定類的基類，如下圖所示。
注意
有向非循環(huán)圖對(duì)于單繼承不是唯一的。它們還用于表示多重繼承關(guān)系圖。 多重繼承中對(duì)本主題進(jìn)行了說明。
在繼承中，派生類包含基類的成員以及您添加的所有新成員。因此，派生類可以引用基類的成員（除非在派生類中重新定義這些成員）。當(dāng)在派生類中重新定義了直接或間接基類的成員時(shí)，范圍解析運(yùn)算符 (::) 可用于引用這些成員。請(qǐng)看以下示例：
// deriv_SingleInheritance2.cpp// compile with: /EHsc /c#include <iostream>using namespace std;class Document {public: char *Name; // Document name. void PrintNameOf(); // Print name.};// Implementation of PrintNameOf function from class Document.void Document::PrintNameOf() { cout << Name << endl;}class Book : public Document {public: Book( char *name, long pagecount );private: long PageCount;};// Constructor from class Book.Book::Book( char *name, long pagecount ) { Name = new char[ strlen( name ) + 1 ]; strcpy_s( Name, strlen(Name), name ); PageCount = pagecount;}; 請(qǐng)注意，Book 的構(gòu)造函數(shù) (Book::Book) 具有對(duì)數(shù)據(jù)成員 Name 的訪問權(quán)。在程序中，可以創(chuàng)建和使用類型為 Book 的對(duì)象，如下所示：
// Create a new object of type Book. This invokes the// constructor Book::Book.Book LibraryBook( "Programming Windows, 2nd Ed", 944 );...// Use PrintNameOf function inherited from class Document.LibraryBook.PrintNameOf();
如前面的示例所示，以相同的方式使用類成員和繼承的數(shù)據(jù)和函數(shù)。如果類 Book 的實(shí)現(xiàn)調(diào)用 PrintNameOf 函數(shù)的重新實(shí)現(xiàn)，則只能通過使用范圍解析 (Document) 運(yùn)算符來調(diào)用屬于 :: 類的函數(shù)：
// deriv_SingleInheritance3.cpp// compile with: /EHsc /LD#include <iostream>using namespace std;class Document {public: char *Name; // Document name. void PrintNameOf() {} // Print name.};class Book : public Document { Book( char *name, long pagecount ); void PrintNameOf(); long PageCount;};void Book::PrintNameOf() { cout << "Name of book: "; Document::PrintNameOf();} 如果存在可訪問的明確基類，則可以隱式將派生類的指針和引用轉(zhuǎn)換為其基類的指針和引用。下面的代碼使用指針演示了此概念（相同的原則適用于引用）：
// deriv_SingleInheritance4.cpp// compile with: /W3struct Document { char *Name; void PrintNameOf() {}};class PaperbackBook : public Document {};int main() { Document * DocLib[10]; // Library of ten documents. for (int i = 0 ; i < 10 ; i++) DocLib[i] = new Document;} 在前面的示例中，創(chuàng)建了不同的類型。但是，由于這些類型都派生自 Document 類，因此存在對(duì) Document * 的隱式轉(zhuǎn)換。因此，DocLib 是“異類列表”（其中包含的所有對(duì)象并非屬于同一類型），該列表包含不同類型的對(duì)象。
由于 Document 類具有一個(gè) PrintNameOf 函數(shù)，因此它可以打印庫中每本書的名稱，但它可能會(huì)忽略某些特定于文檔類型的信息（Book 的頁計(jì)數(shù)、HelpFile 的字節(jié)數(shù)等）。
注意
強(qiáng)制使用基類來實(shí)現(xiàn)函數(shù)（如 PrintNameOf）通常不是最佳設(shè)計(jì)。 虛函數(shù)提供其他設(shè)計(jì)替代方法。
