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第7章 虚函数 本章内容： 7.1 虚函数 7.2 虚析构函数 7.3 抽象类 7.4 友元、绑定 7.5 类的存储空间 7.1 虚函数 虚函数：即用virtual定义的成员函数。Java几乎所有函数都为虚函数。 当基类对象指针指向不同类型派生类对象时，通过虚函数到基类或派生类中同名函数的映射实现多态。 动态多态：重载函数表现的是静态多态性，虚函数表现的是动态多态性： 重载函数是静态多态函数，通过静态绑定完成重载函数的调用；虚函数是动态多态函数，通过动态绑定完成虚函数的调用。动态绑定是程序自己完成的，静态绑定是编译或操作系统完成的。 虚函数的动态绑定通过存储在对象中的一个指针完成。(该指针指向虚函数入口地址表VFT) 定义：virtual 函数原型 【例7.1】 7.1 虚函数 虚函数使用说明： 虚函数必须是类的成员函数，非成员函数不能说明为虚函数，普通函数如main不能说明为虚函数（与编译器有关）。 虚函数一般在基类的public或protected部分。在派生类中重新定义成员函数时，函数原型必须完全相同； 虚函数只有在具有继承关系的类层次结构中定义才有意义，否则引起额外开销 (需要通过VFT访问)； 一般用父类指针(或引用)访问虚函数。根据父类指针所指对象类型的不同，动态绑定相应对象的虚函数；(虚函数的动态多态性) 【例7.1】 7.1 虚函数 虚函数使用说明（续）： 虚函数有隐含的this参数，参数表后可出现const和volatile，静态函数成员没有this参数，不能定义为虚函数：即不能有virtual static之类的说明； 构造函数构造对象的类型是确定的，不需根据类型表现出多态性，故不能定义为虚函数；析构函数可通过父类指针(引用)或delete调用，父类指针指向的对象类型可能是不确定的，因此析构函数可定义为虚函数。 一旦父类(基类)定义了虚函数，即使没有“virtual”声明，所有派生类中原型相同的非静态成员函数自动成为虚函数；(虚函数的无限传递性) 【例7.2】 7.1 虚函数 虚函数使用说明（续）： 虚函数只能定义为其他类的友元，而不能定义为当前类的友元(友元非当前类的成员)。即不能同时用virtual 和friend 定义函数。 虚函数同普通函数成员一样，可声明为或自动成为inline函数，也可重载、缺省和省略参数。【例7.3】 虚函数能根据对象类型适当地绑定函数成员，且绑定函数成员的效率非常之高，因此，最好将普通函数成员全部定义为虚函数。 注意：虚函数主要通过基类和派生类表现出多态特性，由于union既不能定义基类又不能定义派生类，故不能在union中定义虚函数。 7.1 虚函数 虚函数与重载成员函数的区别： 重载函数使用静态联编（绑定）机制；虚函数采用动态联编机制； 对于父类A中声明的虚函数f( )，若在子类B中重定义f( )，必须确保子类B::f( )与父类A::f( )具有完全相同的函数原型，才能覆盖原虚函数f( )而产生虚特性，执行动态联编机制。否则，只要有一个参数不同，编译系统就认为它是一个全新的（函数名相同时重载）函数，而不实现动态联编。 7.2 虚析构函数 虚析构函数： 如果基类的析构函数定义为虚析构函数，则派生类的析构函数就会自动成为虚析构函数。 说明虚析构函数的目的在于在使用delete运算符删除一个对象时，能够保证所执行的析构函数就是该对象的析构函数；最好将所有的析构函数都定义为虚析构函数。 注意：如果为基类和派生类的对象分配了动态内存，或者为派生类的对象成员分配了动态内存，则一定要将基类和派生类的析构函数定义为虚析构函数，否则便可能造成内存泄漏，导致系统出现内存保护错误。 7.2 虚析构函数 【例7.4】输入职员的花名册,如果职员的姓名、编号和年龄等信息齐全,则登记该职员的个人信息,否则只登记职员的姓名。 7.2 虚析构函数 7.2 虚析构函数 补充说明： 用父类引用实现动态多态性时需要注意，若被(new产生)引用对象自身不能析构，则必须用delete 析构： STRING z=*new CLERK(zang,982021,23); delete z; //析构对象z并释放对象z占用的内存 上述delete z完成了两个任务：①调用该对象析构函数，释放其基类和对象成员各自为字符指针str分配的空间；②释放CLERK对象自身占用的存储空间。 如果将上述delete z改为z.~CLERK( )，则只完成任务①而没完成任务②；如果改为free(z)，则只完成任务②而没完成任务①。造成内存泄露。为什么？ 7.3 抽象类 纯虚函数：不必定义函数体的虚函数，也可以重载、缺省参数、省略参数、内联等，相当于Java