c++中virtual关键字的作用_virtual关键字实现运行时多态

virtual关键字用于声明虚函数以实现运行时多态；2. 通过基类指针或引用调用虚函数时，根据实际对象类型动态调用对应版本；3. 派生类可重写基类的虚函数以实现不同行为。

在C++中，virtual关键字用于实现运行时多态，这是面向对象编程的重要特性之一。它的主要作用是允许派生类重写（override）基类的函数，并在通过基类指针或引用调用该函数时，能够根据实际对象的类型动态决定调用哪个版本的函数。

virtual关键字的基本用法

当在基类中将某个成员函数声明为virtual时，该函数就成为虚函数。派生类可以重写这个函数，即使函数签名完全相同，也能实现不同的行为。

例如：

class Base {
public:
    virtual void show() {
        std::cout << "Base class show" << std::endl;
    }
};
<p>class Derived : public Base {
public:
void show() override {
std::cout << "Derived class show" << std::endl;
}
};</p>

如果使用基类指针指向派生类对象并调用show()：

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Base* ptr = new Derived();
ptr->show(); // 输出：Derived class show

由于show()是虚函数，程序在运行时会根据ptr实际指向的对象类型调用Derived::show()，这就是动态绑定或晚绑定。

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实现运行时多态的关键机制

虚函数的实现依赖于编译器生成的虚函数表（vtable）和每个对象中的虚函数指针（vptr）。

• 每个包含虚函数的类都有一个对应的虚函数表，表中存放了该类所有虚函数的地址。
• 该类的每个对象都会包含一个隐藏的指针（vptr），指向其所属类的虚函数表。
• 当通过基类指针调用虚函数时，程序通过vptr找到实际类型的vtable，再从中查找函数地址，从而调用正确的函数。

纯虚函数与抽象类

virtual还可以用来定义纯虚函数，语法为：

virtual void func() = 0;

含有纯虚函数的类称为抽象类，不能实例化对象。派生类必须实现所有纯虚函数，否则仍然是抽象类。这常用于定义接口或规范行为。

注意事项

使用virtual时需要注意以下几点：

• 只有成员函数可以声明为virtual，全局函数或静态函数不行。
• 构造函数不能是虚函数，因为对象尚未完成构造。
• 析构函数通常应声明为virtual，特别是在基类可能被继承且通过基类指针删除对象时，避免资源泄漏。
• 使用override关键字明确表示重写意图，有助于编译器检查错误。

基本上就这些。virtual是C++支持多态的核心机制，理解它对掌握面向对象设计至关重要。

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