在C++中用虚函数的作用是什么？为什么要用到虚函数

Question

如题所述

Answer 1

虚函数：在某基类中声明为 virtual 并在一个或多个派生类中被重新定 义的成员函数，用法格式为：virtual 函数返回类型 函数名（参数表） {函数体}；实现多态性，通过指向派生类的基类指针或引用，访问派生类中同名覆盖成员函数。

众所周知，在同一类中是不能定义两个名字相同、参数个数和类型都相同的函数的，否则就是“重复定义”。但是在类的继承层次结构中，在不同的层次中可以出现名字相同、参数个数和类型都相同而功能不同的函数。例如在例12.1（具体代码请查看：C++多态性的一个典型例子）
程序中，在Circle类中定义了
area函数，在Circle类的派生类Cylinder中也定义了一个area函数。这两个函数不仅名字相同，而且参数个数相同(均为0)，但功能不
同，函数体是不同的。前者的作用是求圆面积，后者的作用是求圆柱体的表面积。这是合法的，因为它们不在同一个类中。
编译系统按照同名覆盖的原则决定调用的对象。在例12.1程序中用cy1.area( )
调用的是派生类Cylinder中的成员函数area。如果想调用cy1 中的直接基类Circle的area函数，应当表示为
cy1.Circle::area()。用这种方法来区分两个同名的函数。但是这样做 很不方便。

人们提出这样的设想，能否用同一个调用形式，既能调用派生类又能调用基类的同名函数。在程序中不是通过不同的对象名去调用不同派生层次中的同名函数，而是通过指针调用它们。例如，用同一个语句“pt->display( );”可以调用不同派生层次中的display函数，只需在调用前给指针变量 pt 赋以不同的值(使之指向不同的类对象)即可。

打个比方，你要去某一地方办事，如果乘坐公交车，必须事先确定目的地，然后乘坐能够到达目的地的公交车线路。如果改为乘出租车，就简单多了，不必查行车路
线，因为出租车什么地方都能去，只要在上车后临时告诉司机要到哪里即可。如果想访问多个目的地，只要在到达一个目的地后再告诉司机下一个目的地即可，显
然，“打的”要比乘公交车 方便。无论到什么地方去都可以乘同—辆出租车。这就是通过同一种形式能达到不同目的的例子。

C++中的虚函数就是用来解决这个问题的。虚函数的作用是允许在派生类中重新定义与基类同名的函数，并且可以通过基类指针或引用来访问基类和派生类中的同名函数。

Answer 2

简单地说，那些被virtual关键字修饰的成员函数，就是虚函数。虚函数的作用，用专业术语来解释就是实现多态性（Polymorphism），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。下面来看一段简单的代码

#include<iostream>
usingnamespacestd;
classA
{
public:
voidprint()
{
cout<<"ThisisA"<<endl;
}
};

classB:publicA
{
public:
voidprint()
{
cout<<"ThisisB"<<endl;
}
};

intmain()
{
//为了在以后便于区分，我这段main()代码叫做main1
Aa;
Bb;
a.print();
b.print();
return0;
}

输出结果分别是“ThisisA”、“ThisisB”。通过class A和class B的print（）这个接口，可以看出这两个class因个体的差异而采用了不同的策略，但这是否真正做到了多态性呢？No，多态还有个关键之处就是一切用指向基类的指针或引用来操作对象。那现在就把main（）处的代码改一改。

intmain()
{
//main2
Aa;
Bb;
A*p1=&a;
A*p2=&b;
p1->print();
p2->print();
return0;
}

运行一下看看结果，哟呵，蓦然回首，结果却是两个This is A。问题来了，p2明明指向的是class B的对象但却是调用的class A的print（）函数，这不是我们所期望的结果，那么解决这个问题就需要用到虚函数

classA
{
public:
virtualvoidprint(){cout<<"ThisisA"<<endl;}
};

classB:publicA
{
public:
voidprint(){cout<<"ThisisB"<<endl;}
};

毫无疑问，class A的成员函数print（）已经成了虚函数，那么class B的print（）成了虚函数了吗？回答是Yes，我们只需在把基类的成员函数设为virtual，其派生类的相应的函数也会自动变为虚函数。所以，class B的print()也成了虚函数。那么对于在派生类的相应函数前是否需要用virtual关键字修饰，那就是你自己的问题了。

现在重新运行main2的代码，这样输出的结果就是This is A和This is B了。

现在来消化一下，我作个简单的总结，指向基类的指针在操作它的多态类对象时，会根据不同的类对象，调用其相应的函数，这个函数就是虚函数。本回答被提问者和网友采纳