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[麵試題]虛函數和純虛函數
①虛函數
C++中的虛函數的作用主要是實現了多態的機製。關於多態，簡而言之就是用父類型的指針指向其子類的實例，然後通過父類的指針調用實際子類的成員函數。這種技術可以讓父類的指針有“多種形態”，這是一種泛型技術。
如果調用非虛函數，則無論實際對象是什麼類型，都執行基類類型所定義的函數。非虛函數總是在編譯時根據調用該函數的對象，引用或指針的類型而確定。如果調用虛函數，則直到運行時才能確定調用哪個函數，運行的虛函數是引用所綁定或指針所指向的對象所屬類型定義的版本。
虛函數必須是基類的非靜態成員函數。虛函數的作用是實現動態聯編，也就是在程序的運行階段動態地選擇合適的成員函數，在定義了虛函數後，可以在基類的派生類中對虛函數重新定義，在派生類中重新定義的函數應與虛函數具有相同的形參個數和形參類型。以實現統一的接口，不同定義過程。如果在派生類中沒有對虛函數重新定義，則它繼承其基類的虛函數。
class Person{
public:
//虛函數
virtual void GetName(){
cout<<"PersonName:xiaosi"<<endl;
};
};
class Student:public Person{
public:
void GetName(){
cout<<"StudentName:xiaosi"<<endl;
};
};
int main(){
//指針
Person *person = new Student();
//基類調用子類的函數
person->GetName();//StudentName:xiaosi
}
這個例子是虛函數的一個典型應用，通過這個例子，也許你就對虛函數有了一些概念。它虛就虛在所謂“推遲聯編”或者“動態聯編”上，一個類函數的調用並不是在編譯時刻被確定的，而是在運行時刻被確定的。由於編寫代碼的時候並不能確定被調用的是基類的函數還是哪個派生類的函數，所以被成為“虛”函數。
函數隻能借助於指針或者引用來達到多態的效果。
②純虛函數
純虛函數是在基類中聲明的虛函數，它在基類中沒有定義，但要求任何派生類都要定義自己的實現方法。在基類中實現純虛函數的方法是在函數原型後加“=0” virtualvoid GetName() =0
在很多情況下，基類本身生成對象是不合情理的。例如，動物作為一個基類可以派生出老虎、孔雀等子類，但動物本身生成對象明顯不合常理。為了解決上述問題，將函數定義為純虛函數，則編譯器要求在派生類中必須予以重寫以實現多態性。同時含有純虛擬函數的類稱為抽象類，它不能生成對象。這樣就很好地解決了上述兩個問題。
將函數定義為純虛函數能夠說明，該函數為後代類型提供了可以覆蓋的接口，但是這個類中的函數絕不會調用。
聲明了純虛函數的類是一個抽象類。所以，用戶不能創建類的實例，隻能創建它的派生類的實例。必須在繼承類中重新聲明函數（不要後麵的＝0）否則該派生類也不能實例化，而且它們在抽象類中往往沒有定義。
定義純虛函數的目的在於，使派生類僅僅隻是繼承函數的接口。
純虛函數的意義，讓所有的類對象（主要是派生類對象）都可以執行純虛函數的動作，但類無法為純虛函數提供一個合理的缺省實現。所以類純虛函數的聲明就是在告訴子類的設計者，“你必須提供一個純虛函數的實現，但我不知道你會怎樣實現它”。
//抽象類
class Person{
public:
//純虛函數
virtual void GetName()=0;
};
class Student:public Person{
public:
Student(){
};
void GetName(){
cout<<"StudentName:xiaosi"<<endl;
};
};
int main(){
Student student;
}
③抽象類
抽象類是一種特殊的類，它是為了抽象和設計的目的為建立的，它處於繼承層次結構的較上層。
抽象類的定義： 稱帶有純虛函數的類為抽象類。
抽象類的作用：抽象類的主要作用是將有關的操作作為結果接口組織在一個繼承層次結構中，由它來為派生類提供一個公共的根，派生類將具體實現在其基類中作為接口的操作。所以派生類實際上刻畫了一組子類的操作接口的通用語義，這些語義也傳給子類，子類可以具體實現這些語義，也可以再將這些語義傳給自己的子類。
使用抽象類時注意：抽象類隻能作為基類來使用，其純虛函數的實現由派生類給出。如果派生類中沒有重新定義純虛函數，而隻是繼承基類的純虛函數，則這個派生類仍然還是一個抽象類。如果派生類中給出了基類純虛函數的實現，則該派生類就不再是抽象類了，它是一個可以建立對象的具體的類。抽象類是不能定義對象的。
④總結
1、純虛函數聲明如下： virtual void Fun()=0; 純虛函數一定沒有定義，純虛函數用來規範派生類的行為，即接口。包含純虛函數的類是抽象類，抽象類不能定義實例，但可以聲明指向實現該抽象類的具體類的指針或引用。
2、虛函數聲明如下：virtual void Fun()；虛函數必須實現，如果不實現，編譯器將報錯。
3、對於虛函數來說，父類和子類都有各自的版本。由多態方式調用的時候動態綁定。
4、實現了純虛函數的子類，該純虛函數在子類中就變成了虛函數，子類的子類即孫子類可以覆蓋該虛函數，由多態方式調用的時候動態綁定。
5、虛函數是C++中用於實現多態(polymorphism)的機製。核心理念就是通過基類訪問派生類定義的函數。
6、在有動態分配堆上內存的時候，析構函數必須是虛函數，但沒有必要是純虛的。
7、友元不是成員函數，隻有成員函數才可以是虛擬的，因此友元不能是虛擬函數。但可以通過讓友元函數調用虛擬成員函數來解決友元的虛擬問題。
8、析構函數應當是虛函數，將調用相應對象類型的析構函數，因此，如果指針指向的是子類對象，將調用子類的析構函數，然後自動調用基類的析構函數。
9、有純虛函數的類是抽象類，不能生成對象，隻能派生。他派生的類的純虛函數沒有被改寫，那麼，它的派生類還是個抽象類。定義純虛函數就是為了讓基類不可實例化。因為實例化這樣的抽象數據結構本身並沒有意義。
最後更新：2017-04-03 05:40:17