虚函数必须在基类用virtual显式声明,否则不触发多态;构造函数不可虚,析构函数需virtual以防内存泄漏;纯虚函数使类抽象;仅指针/引用可实现运行时多态,值传递导致切片;重写须严格匹配签名,推荐加override;vtable带来空间与性能开销。

虚函数必须在基类里用 virtual 显式声明
不加 virtual,哪怕子类写了同名函数,调用时也完全不会走多态——编译器直接按指针/引用的静态类型决定调用哪个函数。这是最常踩的坑:以为“名字一样+继承了”就自动多态,结果 Base* p = new Derived(); p->func(); 调的还是 Base::func()。
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virtual只需写在基类声明里,子类重写时加不加都行(C++11 起推荐加override) - 构造函数不能是虚函数;析构函数如果基类要被多态删除,必须声明为
virtual,否则子类部分内存不释放 - 纯虚函数写法是
virtual void func() = 0;,含纯虚函数的类就是抽象类,不能实例化
用指针或引用才能触发运行时多态
值传递、局部对象、栈上变量,统统无法触发多态。比如 void call(Base b) { b.func(); },传进去再大的子类对象,进来就切片成 Base,func() 永远调基类版本。
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- 多态入口只认两种:指向派生类对象的
Base*或Base& - 容器存指针(如
std::vector<base>),别存对象(std::vector<base>会切片) - 返回值如果是对象,也会退化为值语义;需要多态语义就返回指针或引用(注意生命周期)
子类重写时参数类型、const 限定、返回类型必须严格匹配
哪怕只差一个 const,或者返回类型从 Derived* 写成 Base*(非协变情况),编译器就认为是重载而非重写,多态失效。错误现象通常是“明明写了同名函数,但基类指针调用没进子类”。
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- 重写函数签名(包括
const、&、&&)必须和基类虚函数一模一样 - 返回类型允许协变:基类虚函数返回
Base*,子类可返回Derived*(且Derived必须公有继承Base) - C++11 起强烈建议子类函数末尾加上
override,编译器会检查是否真在重写,避免手误
虚函数表(vtable)不是免费的,但通常值得
每个含虚函数的类都有一个隐式 vtable,每个对象开头塞一个 vptr 指向它。这带来两个实际影响:对象尺寸变大(一般加一个指针大小)、函数调用多一次间接寻址(查表)。对高频小函数(比如 get_x())可能成为瓶颈。
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- 不要为了“看起来面向对象”而在每个小工具类里加虚函数;无多态需求就别用
virtual - 性能敏感路径(如内循环、数学计算核心)优先考虑模板或 final 类,避开虚调用
- 用
final标记类或函数,能帮编译器做 devirtualization(去虚化),某些场景下可优化掉查表
虚函数机制本身很稳定,但真正容易出问题的地方,往往不在语法,而在于对象生命周期管理、切片、以及误把接口当实现来用。写完记得检查:指针类型是否正确?对象是不是栈上临时创建的?子类函数有没有漏掉 const?









