【考點(diǎn)六】虛函數(shù)與多態(tài)性
　　1、多態(tài)性的概念一個(gè)面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)常常要求一組具有相同基本語義的方法能在同一接口下為不同的對(duì)象服務(wù)，這就是所謂多態(tài)性(polymorphism)。在C+ +語言中，多態(tài)性可分為兩類：編譯時(shí)的多態(tài)性和運(yùn)行時(shí)的多態(tài)性。編譯時(shí)的多態(tài)性是通過函數(shù)重載和模板體現(xiàn)的。利用函數(shù)重載機(jī)制，在調(diào)用同名的函數(shù)時(shí)，編譯系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)參的具體情況確定所調(diào)用的是同名函數(shù)中的哪一個(gè)。利用函數(shù)模板，編譯系統(tǒng)可根據(jù)模板實(shí)參以及模板函數(shù)實(shí)參的具體情況確定所要調(diào)用的是哪個(gè)函數(shù)，并生成相應(yīng)的函數(shù)實(shí)例；利用類模板，編譯系統(tǒng)可根據(jù)模板實(shí)參的具體情況確定所要定義的是哪個(gè)類的對(duì)象，并生成相應(yīng)的類實(shí)例。由于有關(guān)操作所針對(duì)的具體目標(biāo)(函數(shù)或類)的確定都是在編譯時(shí)完成的，與運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)環(huán)境無關(guān)，"編譯時(shí)的多態(tài)性"因此而得名，其實(shí)現(xiàn)機(jī)制則和為靜態(tài)綁定(static binding，也譯作靜態(tài)聯(lián)編)。函數(shù)重載是"函數(shù)"一章中已經(jīng)學(xué)習(xí)過的內(nèi)容，但其中沒有包含函數(shù)重載的一種特殊情況：運(yùn)算符重載。

　　2、虛函數(shù)在成員函數(shù)聲明的前面加上virtual修飾，即把該函數(shù)聲明為虛函數(shù)。虛函數(shù)可以是另一個(gè)類的友元函數(shù)，但不得是靜態(tài)成員函數(shù)。在派生類中可以重新定義從基類繼承下來的虛函數(shù)，從而提供該函數(shù)的適用于派生類的專門版本。也可能并不需要重新定義，在這種情況下，繼承下來的虛函數(shù)仍然保持其在基類中的定義，即派生類和基類使用同一函數(shù)版本。除少數(shù)特殊情況外，在派生類中重定義虛函數(shù)時(shí)，函數(shù)名、形參表和返回值類型必須保持不變。虛函數(shù)在派生類被重定義后，重定義的函數(shù)仍然是一個(gè)虛函數(shù)，可以在其派生類中再次被重定義。注意，對(duì)于虛函數(shù)的重定義函數(shù)，無論是否用virtual修飾都是虛函數(shù)。當(dāng)然，最好不要省略virtual修飾，以免削弱程序的可讀性。對(duì)虛函數(shù)的調(diào)用有兩種方式：非多態(tài)調(diào)用和多態(tài)調(diào)用。非多態(tài)調(diào)用是指不借助于指針或引用的直接調(diào)用。非多態(tài)調(diào)用總是通過成員訪問運(yùn)算符 ．進(jìn)行的。與通常的成員函數(shù)調(diào)用類似，非多態(tài)調(diào)用是建立在靜態(tài)綁定機(jī)制的基礎(chǔ)之上的，不具備多態(tài)性特征。多態(tài)調(diào)用是指借助于指向基類的指針或引用的調(diào)用。在C+ +中，一個(gè)基類指針(或引用)可以用于指向它的派生類對(duì)象，而且通過這樣的指針(或引用)調(diào)用虛函數(shù)時(shí)，被調(diào)用的是該指針(或引用)實(shí)際所指向的對(duì)象類的那個(gè)重定義版本。基類中的實(shí)函數(shù)也可以在派生類中重定義，但重定義的函數(shù)仍然是實(shí)函數(shù)。在實(shí)函數(shù)的情況下，通過基類指針(或引用)所調(diào)用的只能是基類的那個(gè)函數(shù)版本，無法調(diào)用到派生類中的重定義函數(shù)。也就是說，盡管調(diào)用的語法形式可能是相同的，但對(duì)實(shí)函數(shù)的任何形式的調(diào)用都是非多態(tài)的。注意，無論是虛函數(shù)還是實(shí)函數(shù)，在派生類中被重定義后，原來的函數(shù)版本即被隱藏，在通過成員訪問運(yùn)算符 ．直接調(diào)用該函數(shù)時(shí)，所調(diào)用的是重定義版本。但原來的版本依然存在，仍然可以通過在函數(shù)名前加域修飾(即：＜類名＞：：)來調(diào)用它們。

　　3、虛析構(gòu)函數(shù)析構(gòu)函數(shù)也可以通過virtual修飾而聲明為虛函數(shù)。虛析構(gòu)函數(shù)與一般虛函數(shù)的不同之處在于：(1)重定義函數(shù)就是派生類的析構(gòu)函數(shù)，不要求同名。(2)一個(gè)虛析構(gòu)函數(shù)的版本被調(diào)用執(zhí)行后，接著就要調(diào)用執(zhí)行基類版本，依次類推，直到調(diào)用執(zhí)行了派生序列的最開始的那個(gè)虛析構(gòu)函數(shù)版本為止。通常，只要派生類中包含有虛函數(shù)的重定義(從而有可能被多態(tài)調(diào)用)，而且對(duì)析函數(shù)進(jìn)行了專門的聲明(而不是不做任何聲明，從而采用默認(rèn)的析構(gòu)函數(shù))，其基類的析構(gòu)函數(shù)就應(yīng)當(dāng)聲明為虛函數(shù)，否則就可能出問題。

　　4、純虛函數(shù)與抽象類在某些情況下，基類無法確定(或無法完全確定)一個(gè)虛函數(shù)的具體操作方式或內(nèi)容，只能靠派生類來提供各個(gè)具體的實(shí)現(xiàn)版本。基類中的這種必須靠派生類提供重定義版本的虛函數(shù)稱為純虛函數(shù)。為了將一個(gè)虛函數(shù)聲明為純虛函數(shù)，需要在虛函數(shù)原形的語句結(jié)束符 ；之前加上=0。擁有純虛函數(shù)的類稱為抽象類，抽象類不能用來定義對(duì)象。如果一抽象類的派生類沒有重定義來自基類的某個(gè)純虛函數(shù)，則該函數(shù)在派生類中仍然是純虛函數(shù)，這就使得該派生類也成為抽象類。也就是說，一個(gè)派生類可以把重定義純虛函數(shù)的任務(wù)進(jìn)一步轉(zhuǎn)交給它自己的派生類。可以在將一個(gè)函數(shù)聲明為純虛函數(shù)的同時(shí)，為該函數(shù)提供實(shí)現(xiàn)版本。換句話說，一個(gè)函數(shù)是否為純虛函數(shù)，取決于其原形的尾部是否為"=0"，與實(shí)現(xiàn)版本的有無沒有什么關(guān)系。擁有實(shí)現(xiàn)版本的純虛函數(shù)仍然有賴于派生類提供重定義版本。純虛函數(shù)的實(shí)現(xiàn)版本通常是不完善的版本，但包含了一些共有操作，供各個(gè)派生類在重定義函數(shù)中調(diào)用。派生類在重定義一個(gè)純虛函數(shù)時(shí)，可以繼續(xù)將之聲明為純虛函數(shù)。另外，純虛函數(shù)不得聲明為內(nèi)聯(lián)函數(shù)。

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