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。
 
例:基类与派生类中有同名函数。
在下面的程序中Student是基类,Graduate是派生类,它们都有display这个同名的函数。
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
//声明基类Student
class Student
{public:
   Student(int, string,float);//声明构造函数
   void display( );                                             //声明输出函数
  protected:                                      //受保护成员,派生类可以访问
   int num;
   string name;
   float score;
 };
//Student类成员函数的实现
Student::Student(int n, string nam,float s)                     //定义构造函数
 {num=n;name=nam;score=s;}
void Student::display( )                                        //定义输出函数
{cout<<num:<<num<<\\nname:<<name<<\\nscore:<<score<<\\n\\n;}
 
//声明公用派生类Graduate
class Graduate:public Student
{public:
   Graduate(int, string, float, float);                          //声明构造函数
   void display( );                                             //声明输出函数
private:
  float pay;
};
// Graduate类成员函数的实现
void Graduate::display( )                                       //定义输出函数
 {cout<<num:<<num<<\\nname:<<name<<\\nscore:<<score<<\\npay=<<pay<<endl;}
Graduate::Graduate(int n, string nam,float s,float p):Student(n,nam,s),pay(p){ }
//主函数
int main()
 {Student stud1(1001,Li,87.5);                   //定义Student类对象stud1
  Graduate grad1(2001,Wang,98.5,563.5);          //定义Graduate类对象grad1
  Student *pt=&stud1;                            //定义指向基类对象的指针变量pt
  pt->display( );
  pt=&grad1;
  pt->display( );
  return 0;
 }
运行结果如下,请仔细分析。
num:1001(stud1的数据)
name:Li
score:87.5
num:2001                  (grad1中基类部分的数据)
name:wang
score:98.5
 
下面对程序作一点修改,在Student类中声明display函数时,在最左面加一个关键字virtual,即
virtual void display( );
这样就把Student类的display函数声明为虚函数。程序其他部分都不改动。再编译和运行程序,请注意分析运行结果:
num:1001(stud1的数据)
name:Li
score:87.5
 
num:2001                  (grad1中基类部分的数据)
name:wang
score:98.5
pay=1200                   (这一项以前是没有的)
 
由虚函数实现的动态多态性就是: 同一类族中不同类的对象,对同一函数调用作出不同的响应。虚函数的使用方法是:
(1) 在基类用virtual声明成员函数为虚函数。这样就可以在派生类中重新定义此函数,为它赋予新的功能,并能方便地被调用。
在类外定义虚函数时,不必再加virtual
(2) 在派生类中重新定义此函数,要求函数名、函数类型、函数参数个数和类型全部与基类的虚函数相同,并根据派生类的需要重新定义函数体。
C++规定,当一个成员函数被声明为虚函数后,其派生类中的同名函数都自动成为虚函数。因此在派生类重新声明该虚函数时,可以加virtual,也可以不加,但习惯上一般在每一层声明该函数时都加virtual,使程序更加清晰。
如果在派生类中没有对基类的虚函数重新定义,则派生类简单地继承其直接基类的虚函数。
(3) 定义一个指向基类对象的指针变量,并使它指向同一类族中需要调用该函数的对象。
(4) 通过该指针变量调用此虚函数,此时调用的就是指针变量指向的对象的同名函数。
通过虚函数与指向基类对象的指针变量的配合使用,就能方便地调用同一类族中不同类的同名函数,只要先用基类指针指向即可。如果指针不断地指向同一类族中不同类的对象,就能不断地调用这些对象中的同名函数。这就如同前面说的,不断地告诉出租车司机要去的目的地,然后司机把你送到你要去的地方。
需要说明;有时在基类中定义的非虚函数会在派生类中被重新定义,如果用基类指针调用该成员函数,则系统会调用对象中基类部分的成员函数;如果用派生类指针调用该成员函数,则系统会调用派生类对象中的成员函数,这并不是多态性行为(使用的是不同类型的指针),没有用到虚函数的功能。
以前介绍的函数重载处理的是同一层次上的同名函数问题,而虚函数处理的是不同派生层次上的同名函数问题,前者是横向重载,后者可以理解为纵向重载。但与重载不同的是: 同一类族的虚函数的首部是相同的,而函数重载时函数的首部是不同的(参数个数或类型不同)