virtual 是 c++ 实现运行时 多态 的关键,通过在基类声明 虚函数 ,派生类可重写该函数,程序运行时根据 对象 实际类型调用对应版本;示例中 Animal 基类的 speak() 被 Dog 和 Cat 重写,通过基类 指针 调用时输出各自声音;实现多态需满足:继承 关系、虚函数声明、基类指针或 引用调用 ;若无 virtual 则为静态绑定; 纯虚函数 (=0)定义 接口 并使类成为抽象类,不可实例化;虚 析构函数 确保 delete 基类指针时正确调用派生类析构,防止资源泄漏;合理使用 virtual 对构建可扩展类体系至关重要。

在 C ++ 中,virtual 是一个关键字,主要用于实现 运行时多态(也叫动态多态)。它的核心作用是允许派生类重写基类的函数,并在通过基类指针或引用调用该函数时,自动调用实际对象类型的对应版本,而不是仅仅依赖指针声明的类型。
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,这个函数就变成了“虚函数”。派生类可以重写(override)这个函数。程序在运行时会根据对象的实际类型来决定调用哪个版本的函数。
示例代码:
#include <iostream> using namespace std; <p>class Animal {public: virtual void speak() {cout << "Animal speaks." << endl;} };</p><p>class Dog : public Animal {public: void speak() override {cout << "Dog barks." << endl;} };</p><p>class Cat : public Animal {public: void speak() override {cout << "Cat meows." << endl;} };</p><p>int main() { Animal<em> a1 = new Dog(); Animal</em> a2 = new Cat();</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>a1->speak(); // 输出: Dog barks. a2->speak(); // 输出: Cat meows. delete a1; delete a2; return 0;
}
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在这个例子中,虽然 a1 和 a2 都是 Animal* 类型的指针,但由于 speak() 是虚函数,调用的是各自对象实际类型的 speak() 实现。
虚函数与多态的关系
多态意味着“多种形态”,在 C ++ 中表现为:同一个接口调用,表现出不同的行为。要实现这种效果,必须满足三个条件:
- 存在继承关系
- 基类中的函数被声明为 virtual
- 通过基类的指针或引用调用虚函数
如果没有使用 virtual,函数调用将在编译时决定(静态绑定),无法实现运行时的动态分发。
纯虚函数与抽象类
C++ 还支持一种特殊的虚函数——纯虚函数 ,它没有实现,只是定义接口。含有纯虚函数的类称为 抽象类,不能实例化对象。
语法格式:
virtual 返回类型 函数名() = 0;
示例:
class Shape {public: virtual void draw() = 0; // 纯虚函数 }; <p>class Circle : public Shape {public: void draw() override {cout << "Drawing a circle." << endl; } };</p>
这里 Shape 是抽象类,不能创建 Shape 对象,但可以用于定义接口,强制 子类 实现特定方法。
虚析构函数的重要性
当通过基类指针删除派生类对象时,如果基类的析构函数不是虚函数,可能导致派生部分未被正确释放,造成资源泄漏。
因此,只要一个类可能被继承,并且会被多态使用,就应该将析构函数声明为 virtual。
推荐写法:
class Base {public: virtual ~Base() {cout << "Base destroyed." << endl;} };
这样可以确保在 delete basePtr; 时,先调用派生类析构函数,再调用基类析构函数,避免内存泄漏。
基本上就这些。virtual 是 C ++面向对象编程 中实现多态的关键机制,掌握它对设计可扩展、可维护的类体系非常重要。