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title: virtual
date: 2021-06-19 21:44:47
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virtual

虚函数与运行多态

虚函数是动态绑定的，虚函数的调用取决于指向或者引用的对象的类型，而不是指针或者引用自身的类型。

class Employee
{
public:
    virtual void raiseSalary()
    {
        cout << 0 << endl;
    }

    virtual void promote()
    { /* common promote code */
    }
};

class Manager : public Employee {
    virtual void raiseSalary()
    {
        cout << 100 << endl;
    }

    virtual void promote() { 
        
    }
};
class Engineer : public Employee {
    virtual void raiseSalary()
    {
        cout << 200 << endl;
    }

    virtual void promote() { 
        
    }
};

void globalRaiseSalary(Employee* emp[], int n)
{
    for (int i = 0; i < n; i++)
        emp[i]->raiseSalary();                             
}
int main() {
    Employee* emp[] = { new Manager(),new Engineer };
    globalRaiseSalary(emp, 2);// 100 200
    return 0;
}

虚函数中默认参数

默认参数是静态绑定的， 默认参数的使用需要看指针或者引用本身的类型，而不是对象的类型。

class Base
{
public:
    virtual void fun(int x = 10)
    {
        cout << "Base::fun(), x = " << x << endl;
    }
};

class Derived : public Base
{
public:
    virtual void fun(int x = 20)
    {
        cout << "Derived::fun(), x = " << x << endl;
    }
};


int main()
{
    Derived d1;
    Base* bp = &d1;
    bp->fun();  // 10
    return 0;
}

vptr 与 vtable

vptr_vtable

静态函数可以声明为虚函数吗？

静态函数不可以声明为虚函数，同时也不能被const 和 volatile 关键字修饰。

static 成员函数不属于任何类对象或类实例，所以即使给此函数加上 virutal 也是没有任何意义

虚函数依靠 vptr 和 vtable 来处理。vptr 是一个指针，在类的构造函数中创建生成，并且只能用 this 指针来访问它，静态成员函数没有 this 指针，所以无法访问 vptr。

构造函数可以为虚函数吗？

构造函数不可以声明为虚函数。同时除了 inline | explicit 之外，构造函数不允许使用其它任何关键字。

为什么构造函数不可以为虚函数？

尽管虚函数表 vtable 是在编译阶段就已经建立的，但指向虚函数表的指针 vptr 是在运行阶段实例化对象时才产生的。 如果类含有虚函数，编译器会在构造函数中添加代码来创建 vptr。 问题来了，如果构造函数是虚的，那么它需要 vptr 来访问 vtable，可这个时候 vptr 还没产生。 因此，构造函数不可以为虚函数。

我们之所以使用虚函数，是因为需要在信息不全的情况下进行多态运行。而构造函数是用来初始化实例的，实例的类型必须是明确的。 因此，构造函数没有必要被声明为虚函数。

析构函数可以为虚函数吗?

析构函数可以声明为虚函数。如果我们需要删除一个指向派生类的基类指针时，应该把析构函数声明为虚函数。 事实上，只要一个类有可能会被其它类所继承， 就应该声明虚析构函数（哪怕该析构函数不执行任何操作）。

虚函数可以为私有函数吗？

虚函数可以被私有化，但有一些细节需要注意。

• 基类指针指向继承类对象，则调用继承类对象的函数。
• int main() 必须声明为 Base 类的友元，否则编译失败。 编译器报错： ptr 无法访问私有函数。 当然，把基类声明为 public， 继承类为 private，该问题就不存在了。

class Base {
private:
    virtual void fun() { cout << "Base Fun"; }
    friend int main();
};

class Derived : public Base {
public:
    void fun() { cout << "Derived Fun"; }
};

int main()
{
    Base* ptr = new Derived;
    ptr->fun();
    return 0;
}

虚函数可以被内联吗？

通常类成员函数都会被编译器考虑是否进行内联。 但通过基类指针或引用调用的虚函数必定不能被内联。 当然，实体对象调用虚函数或者静态调用时可以被内联，虚析构函数的静态调用也一定会被内联展开。

• 虚函数可以是内联函数，内联是可以修饰虚函数的，但是当虚函数表现多态性的时候不能内联。
• 内联是在编译器建议编译器内联，而虚函数的多态性在运行期，编译器无法知道运行期调用哪个代码，因此虚函数表现为多态性时（运行期）不可以内联。
• inline virtual 唯一可以内联的时候是：编译器知道所调用的对象是哪个类（如 Base::who()），这只有在编译器具有实际对象而不是对象的指针或引用时才会发生。

RTTI 与 dynamic_cast

RTTI（Run-Time Type Identification）通过运行时类型信息程序能够使用基类的指针或引用来检查这些指针或引用所指的对象的实际派生类型。

在面向对象程序设计中，有时我们需要在运行时查询一个对象是否能作为某种多态类型使用。与 Java 的 instanceof，以及 C# 的 as、is 运算符类似，C++ 提供了 dynamic_cast 函数用于动态转型。相比 C 风格的强制类型转换和 C++ reinterpret_cast，dynamic_cast 提供了类型安全检查，是一种基于能力查询（Capability Query）的转换，所以在多态类型间进行转换更提倡采用 dynamic_cast。

class B { virtual void fun() {} }; 
class D: public B { }; 

int main() 
{ 
    B *b = new D;  // 向上转型
    B &obj = *b;
    D *d = dynamic_cast<D*>(b);   // 向下转型
    if(d != NULL) 
        cout << "works"<<endl; 
    else
        cout << "cannot cast B* to D*"; 
 
    try {
        D& dobj = dynamic_cast<D&>(obj);  
        cout << "works"<<endl; 
    } catch (bad_cast bc) { // ERROR
        cout<<bc.what()<<endl;
    }
    return 0;
}

纯虚函数和抽象类

纯虚函数和抽象类

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