虛函數使用動態綁定在運行時確定要調用的函數，實現多態性。其優點包括可擴展性、可重用性，但也會帶來開銷和復雜性。虛函數經常用于實現不同類型的對象以統一的方式調用方法。
C++ 虛函數的奧秘揭曉
虛函數是 C++ 中一個強大的工具，它允許您創建可被派生類覆蓋的方法。這意味著您可以編寫基類代碼，然后在派生類中根據需要進行定制。
虛函數的工作原理
虛函數使用稱為動態綁定（也稱為晚期綁定）的技術。與靜態綁定（也稱為早期綁定）不同，靜態綁定在編譯時確定要調用的函數，而動態綁定在運行時確定。
這意味著，當您調用虛函數時，編譯器會生成一個指向虛函數表的指針。該表包含指向每個派生類實現的函數的指針。運行時，此指針用于選擇要調用的函數。
虛函數的優點
虛函數的優點包括：
可擴展性：您可以向現有代碼添加新功能，而不必修改基類代碼。
可重用性：您可以共享通用代碼，同時仍然允許派生類自定義行為。
多態性：虛函數是實現多態性的基礎，因此對象可以以統一的方式調用方法，即使它們是不同類型的對象。
虛函數的缺點
虛函數也有一些缺點，包括：
開銷：創建和查找虛函數表會帶來一定的運行時開銷。
復雜性：理解和調試虛函數的代碼可能會很復雜。
實戰案例
考慮以下示例：
class Shape {
public:
virtual double area() = 0; // 純虛函數
virtual double perimeter() = 0; // 純虛函數
};
class Circle : public Shape {
public:
Circle(double radius) : _radius(radius) {}
double area() override { return M_PI * _radius * _radius; }
double perimeter() override { return 2 * M_PI * _radius; }
private:
double _radius;
};
class Square : public Shape {
public:
Square(double side) : _side(side) {}
double area() override { return _side * _side; }
double perimeter() override { return 4 * _side; }
private:
double _side;
};
int main() {
Shape* shapes[] = { new Circle(5), new Square(3) };
for (Shape* shape : shapes) {
std::cout << "Area: " << shape->area() << std::endl;
std::cout << "Perimeter: " << shape->perimeter() << std::endl;
}
delete[] shapes;
return 0;
}
登錄后復制
在這個示例中，Shape 類聲明了兩個純虛函數 area() 和 perimeter()。Circle 和 Square 派生類覆蓋了這些函數，為每種形狀提供了特定的實現。
main() 函數使用動態綁定來調用不同的虛函數，具體取決于當前對象的類型。這允許我們使用統一的界面來處理不同的形狀。
