虚函数是C++中实现运行时多态的关键机制,通过在基类中使用virtual关键字声明,允许派生类重写函数,从而通过基类指针或引用调用时动态绑定到实际对象的函数版本;例如Base类中声明virtual void show(),Derived类中override该函数,当基类指针指向Derived对象并调用show()时,执行的是Derived类的实现;这种机制支持接口统一、行为多样,提升代码扩展性与维护性;若虚函数定义为virtual void func() = 0,则为纯虚函数,含有纯虚函数的类为抽象类,不能实例化,派生类必须实现所有纯虚函数才能实例化;使用虚函数需注意:构造函数不能为虚函数,析构函数通常应为虚函数以避免资源泄漏,虚函数调用存在轻微性能开销(需查vtable),且只有通过指针或引用调用才能触发多态,直接通过对象调用无效。

虚函数是C++中实现多态的关键机制。它允许在基类中声明一个函数为virtual,使得通过基类指针或引用调用该函数时,能够根据实际指向的对象类型动态决定调用哪个派生类的函数版本。
什么是虚函数
在基类中使用virtual关键字声明的成员函数就是虚函数。它可以在派生类中被重写(override),从而实现不同的行为。
例如:
class Base {
public:
virtual void show() {
cout
}
};
class Derived : public Base {
public:
void show() override {
cout
}
};
当用基类指针指向派生类对象并调用show()时,会执行派生类的版本。
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虚函数的作用
虚函数的核心作用是支持运行时多态,也就是动态绑定。这在处理继承体系中的通用接口时非常有用。
- 通过基类指针或引用操作不同派生类对象,统一调用接口,但实际执行的是对应类的实现
- 提高代码扩展性,新增派生类无需修改原有调用逻辑
- 实现接口与实现分离,有利于大型程序设计和维护
纯虚函数与抽象类
如果一个虚函数没有具体实现,仅作为接口规范,可以定义为纯虚函数:
virtual void func() = 0;
包含纯虚函数的类称为抽象类,不能实例化。派生类必须实现所有纯虚函数,否则仍是抽象类。
这常用于定义接口类,强制子类提供特定功能实现。
注意事项
使用虚函数时要注意以下几点:
- 构造函数不能是虚函数
- 析构函数通常应声明为虚函数,防止派生类对象删除时资源泄漏
- 虚函数有轻微性能开销,因为需要查虚函数表(vtable)
- 只有通过指针或引用调用虚函数才能体现多态效果,直接对象调用无效











