0

0

C++ virtual关键字有什么用_C++中虚函数与多态的实现原理

下次还敢

下次还敢

发布时间:2025-11-23 16:54:06

|

991人浏览过

|

来源于php中文网

原创

virtual关键字实现运行时多态,通过虚函数表和虚函数指针机制,使基类指针调用实际对象的重写函数,支持动态绑定与抽象类设计。

c++ virtual关键字有什么用_c++中虚函数与多态的实现原理

在C++中,virtual关键字主要用于实现运行时多态,也就是我们常说的动态绑定。它的核心作用是让基类的指针或引用在调用被重写的函数时,能够根据实际指向的对象类型来决定调用哪个版本的函数,而不是仅仅依据指针或引用的类型。

虚函数与多态的基本用法

当一个函数在基类中被声明为 virtual,派生类可以重写(override)这个函数。通过基类指针或引用调用该函数时,程序会自动调用实际对象类型的函数版本。

例如:

class Animal {
public:
    virtual void speak() {
        cout << "Animal speaks" << endl;
    }
};

class Dog : public Animal { public: void speak() override { cout << "Dog barks" << endl; } };

int main() { Animal* ptr = new Dog(); ptr->speak(); // 输出: Dog barks delete ptr; return 0; }

如果没有 virtual 关键字,输出将是 "Animal speaks",因为编译器会进行静态绑定。加上 virtual 后,调用的是 Dog 类的 speak(),实现了多态。

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

虚函数表(vtable)与虚函数指针(vptr)

C++ 实现虚函数的核心机制是虚函数表(virtual table,简称 vtable)和虚函数指针(vptr)。

PictoGraphic
PictoGraphic

AI驱动的矢量插图库和插图生成平台

下载
  • 每个包含虚函数的类都有一个由编译器生成的虚函数表,它是一个函数指针数组,存储了该类所有虚函数的实际地址。
  • 每个该类的对象内部会包含一个隐式的指针(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,程序会通过对象的 vptr 找到对应的 vtable,再从中查找函数地址并调用。

这个过程发生在运行时,因此称为动态绑定。

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,否则也仍是抽象类。

这常用于定义接口,强制派生类提供具体实现。

注意事项与常见误区

  • 析构函数应声明为 virtual:如果基类的析构函数不是虚函数,通过基类指针删除派生类对象时,只会调用基类的析构函数,造成资源泄漏。
  • 构造函数不能是虚函数:因为对象还没完全构造好,vptr 还未初始化。
  • 内联函数与虚函数:虚函数通常不能内联,因为内联是在编译期展开,而虚函数调用在运行时才确定。

基本上就这些。virtual 是 C++ 多态的基础,理解它背后的 vtable 机制有助于写出更高效、安全的面向对象代码。

热门AI工具

更多
DeepSeek
DeepSeek

幻方量化公司旗下的开源大模型平台

豆包大模型
豆包大模型

字节跳动自主研发的一系列大型语言模型

通义千问
通义千问

阿里巴巴推出的全能AI助手

腾讯元宝
腾讯元宝

腾讯混元平台推出的AI助手

文心一言
文心一言

文心一言是百度开发的AI聊天机器人,通过对话可以生成各种形式的内容。

讯飞写作
讯飞写作

基于讯飞星火大模型的AI写作工具,可以快速生成新闻稿件、品宣文案、工作总结、心得体会等各种文文稿

即梦AI
即梦AI

一站式AI创作平台,免费AI图片和视频生成。

ChatGPT
ChatGPT

最最强大的AI聊天机器人程序,ChatGPT不单是聊天机器人,还能进行撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码等任务。

相关专题

更多
go语言 面向对象
go语言 面向对象

本专题整合了go语言面向对象相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

56

2025.09.05

java面向对象
java面向对象

本专题整合了java面向对象相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

52

2025.11.27

java多态详细介绍
java多态详细介绍

本专题整合了java多态相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

15

2025.11.27

硬盘接口类型介绍
硬盘接口类型介绍

硬盘接口类型有IDE、SATA、SCSI、Fibre Channel、USB、eSATA、mSATA、PCIe等等。详细介绍:1、IDE接口是一种并行接口,主要用于连接硬盘和光驱等设备,它主要有两种类型:ATA和ATAPI,IDE接口已经逐渐被SATA接口;2、SATA接口是一种串行接口,相较于IDE接口,它具有更高的传输速度、更低的功耗和更小的体积;3、SCSI接口等等。

1103

2023.10.19

PHP接口编写教程
PHP接口编写教程

本专题整合了PHP接口编写教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

192

2025.10.17

php8.4实现接口限流的教程
php8.4实现接口限流的教程

PHP8.4本身不内置限流功能,需借助Redis(令牌桶)或Swoole(漏桶)实现;文件锁因I/O瓶颈、无跨机共享、秒级精度等缺陷不适用高并发场景。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

1586

2025.12.29

java接口相关教程
java接口相关教程

本专题整合了java接口相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

20

2026.01.19

俄罗斯Yandex引擎入口
俄罗斯Yandex引擎入口

2026年俄罗斯Yandex搜索引擎最新入口汇总,涵盖免登录、多语言支持、无广告视频播放及本地化服务等核心功能。阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

141

2026.01.28

包子漫画在线官方入口大全
包子漫画在线官方入口大全

本合集汇总了包子漫画2026最新官方在线观看入口,涵盖备用域名、正版无广告链接及多端适配地址,助你畅享12700+高清漫画资源。阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

24

2026.01.28

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
10分钟--Midjourney创作自己的漫画
10分钟--Midjourney创作自己的漫画

共1课时 | 0.1万人学习

Midjourney 关键词系列整合
Midjourney 关键词系列整合

共13课时 | 0.9万人学习

AI绘画教程
AI绘画教程

共2课时 | 0.2万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号