虚函数使用动态绑定在运行时确定要调用的函数，实现多态性。其优点包括可扩展性、可重用性，但也会带来开销和复杂性。虚函数经常用于实现不同类型的对象以统一的方式调用方法。
C++ 虚函数的奥秘揭晓
虚函数是 C++ 中一个强大的工具，它允许您创建可被派生类覆盖的方法。这意味着您可以编写基类代码，然后在派生类中根据需要进行定制。
虚函数的工作原理
虚函数使用称为动态绑定（也称为晚期绑定）的技术。与静态绑定（也称为早期绑定）不同，静态绑定在编译时确定要调用的函数，而动态绑定在运行时确定。
这意味着，当您调用虚函数时，编译器会生成一个指向虚函数表的指针。该表包含指向每个派生类实现的函数的指针。运行时，此指针用于选择要调用的函数。
立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；
虚函数的优点
虚函数的优点包括：
- 可扩展性：您可以向现有代码添加新功能，而不必修改基类代码。
- 可重用性：您可以共享通用代码，同时仍然允许派生类自定义行为。
- 多态性：虚函数是实现多态性的基础，因此对象可以以统一的方式调用方法，即使它们是不同类型的对象。
虚函数的缺点
虚函数也有一些缺点，包括：
- 开销：创建和查找虚函数表会带来一定的运行时开销。
- 复杂性：理解和调试虚函数的代码可能会很复杂。
实战案例
考虑以下示例：
class Shape {
public:
virtual double area() = 0; // 纯虚函数
virtual double perimeter() = 0; // 纯虚函数
};
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;
}在这个示例中，Shape 类声明了两个纯虚函数 area() 和 perimeter()。Circle 和 Square 派生类覆盖了这些函数，为每种形状提供了特定的实现。
main() 函数使用动态绑定来调用不同的虚函数，具体取决于当前对象的类型。这允许我们使用统一的界面来处理不同的形状。
