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虛函數
鎖定
虛函數定義
簡單地説，那些被virtual關鍵字修飾的成員函數，就是虛函數。虛函數的作用，用專業術語來解釋就是實現多態性（Polymorphism），多態性是將接口與實現進行分離；用形象的語言來解釋就是實現以共同的方法，但因個體差異，而採用不同的策略。下面來看一段簡單的代碼。
#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
void print()
{
cout<<"This is A"<<endl;
}
};
class B : public A
{
public:
void print()
{
cout<<"This is B"<<endl;
}
};
int main()
{
//為了在以後便於區分，我這段main()代碼叫做main1
A a;
B b;
a.print();
b.print();
return 0;
}
虛函數輸出結果
分別是“This is A”、“This is B”。
通過class A和class B的print（）這個接口，可以看出這兩個class因個體的差異而採用了不同的策略，但這並不是多態性行為（使用的是不同類型的指針），沒有用到虛函數的功能。把main（）處的代碼改一改。
int main()
{
//main2
A a;
B b;
A *p1 = &a;
A *p2 = &b;
p1->print();
p2->print();
return 0;
}運行一下看看結果，結果卻是兩個This is A（錯）。
問題來了，p2明明指向的是class B的對象但卻是調用的class A的print（）函數，這不是我們所期望的結果，那麼解決這個問題就需要用到虛函數。
class A
{
public:
virtual void print(){cout<<"This is A"<<endl;}
};
class B : public A
{
public:
void print(){cout<<"This is B"<<endl;}
};
毫無疑問，class A的成員函數print（）已經成了虛函數，那麼class B的print（）成了虛函數了嗎？回答是Yes，我們只需再把基類的成員函數設為virtual，其派生類的相應的函數也會自動變為虛函數。所以，class B的print()也成了虛函數。那麼對於在派生類的相應函數前是否需要用virtual關鍵字修飾，那就是你自己的問題了（語法上可加可不加，不加的話編譯器會自動加上，但為了閲讀方便和規範性，建議加上）。
重新運行main2的代碼，這樣輸出的結果就是This is A和This is B了。
虛函數實現
（如果你沒有看過《Inside The C++ Object Model》這本書，但又急切想知道，那你就應該從這裏開始）
虛函數是如何做到因對象的不同而調用其相應的函數的呢？我們就來剖析虛函數。我們先定義兩個類
class A{//虛函數示例代碼
public:
virtual void fun(){cout<<1<<endl;}
virtual void fun2(){cout<<2<<endl;}
};
class B : public A{
public:
void fun(){cout<<3<<endl;}
void fun2(){cout<<4<<endl;}
};
由於這兩個類中有虛函數存在，所以編譯器就會為他們兩個分別插入一段你不知道的數據，併為他們分別創建一個表。那段數據叫做vptr指針，指向那個表。那個表叫做vtbl，每個類都有自己的vtbl，vtbl的作用就是保存自己類中虛函數的地址，我們可以把vtbl形象地看成一個數組，這個數組的每個元素存放的就是虛函數的地址。
虛函數
A *p=new A;
p->fun();
毫無疑問，調用了A::fun（），但是A::fun（）是如何被調用的呢？它像普通函數那樣直接跳轉到函數的代碼處嗎？No，其實是這樣的，首先是取出vptr的值，這個值就是vtbl的地址，再根據這個值來到vtbl這裏，由於調用的函數A::fun（）是第一個虛函數，所以取出vtbl中第一個Slot的值即為第一個虛函數的地址（在不同的編譯器下第一個vtbl佈局不完全相同，在VS2008中第一個Slot的值為指向第一個虛函數的指針，而其他編譯器中也可能出現第一個Slot中值為type_info對象的指針），這個值就是A::fun（）的地址了，最後調用這個函數。我們可以看出來了，只要vptr不同，指向的vtbl就不同，而不同的vtbl裏裝着對應類的虛函數地址，所以這樣虛函數就可以完成它的任務。
而對於class A和class B來説，他們的vptr指針存放在何處呢？其實這個指針就放在他們各自的實例對象裏。由於class A和class B都沒有數據成員，所以他們的實例對象裏就只有一個vptr指針。通過上面的分析，現在我們來實作一段代碼，來描述這個帶有虛函數的類的簡單模型。
#include<iostream>
using namespace std;
//將上面“虛函數示例代碼”添加在這裏
int main()
{
void(*fun)(A*);
A *p=new B;
long lVptrAddr;
memcpy(&lVptrAddr,p,4);
memcpy(&fun,reinterpret_cast<long*>(lVptrAddr),4);
fun(p);
delete p;
system("pause");
return 0;
}
用VC或Dev-C++編譯運行一下，看看結果是不是輸出3。現在一步一步開始分析。
A* p=new B; new B是向內存（內存分5個區：全局名字空間，自由存儲區，寄存器，代碼空間，棧）自由存儲區申請一個內存單元的地址然後隱式地保存在一個指針中.然後把這個地址賦值給A類型的指針P。
.
long lVptrAddr; 這個long類型的變量待會兒用來保存vptr的值。
memcpy(&lVptrAddr,p,4); 前面説了，他們的實例對象裏只有vptr指針，所以我們就放心大膽地把p所指的4bytes內存裏的東西複製到lVptrAddr中，所以複製出來的4bytes內容就是vptr的值，即vtbl的地址。
有了vtbl的地址了，那麼我們就取出vtbl第一個slot裏的內容。
memcpy(&fun,reinterpret_cast(lVptrAddr),4); 取出vtbl第一個slot裏的內容，並存放在函數指針fun裏。需要注意的是lVptrAddr裏面是vtbl的地址，但lVptrAddr不是指針，所以我們要把它先轉變成指針類型
fun(p); 這裏就調用了剛才取出的函數地址裏的函數，也就是調用了B::fun（）這個函數，也許你發現了為什麼會有參數p，其實類成員函數調用時，會有個this指針，這個p就是那個this指針，只是在一般的調用中編譯器自動幫你處理了而已，而在這裏則需要自己處理。
delete p; 釋放由p指向的自由空間；
system("pause"); 屏幕暫停；
如果調用B::fun2（）怎麼辦？那就取出vtbl的第二個slot裏的值就行了。
memcpy(&fun,reinterpret_cast(lVptrAddr+4),4); 為什麼是加4呢？因為一個指針的長度是4bytes(32位機上，64位長度8bytes)，所以加4。或者memcpy(&fun,reinterpret_cast(lVptrAddr)+1,4); 這更符合數組的用法，因為lVptrAddr被轉成了long*型別，所以+1就是往後移sizeof（long）的長度。
虛函數代碼示例
#include<iostream>
using namespace std;
class A{//虛函數示例代碼2
public:
virtual void fun(){cout<<"A::fun"<<endl;}
virtual void fun2(){cout<<"A::fun2"<<endl;}
};
class B : public A{
public:
void fun(){cout<<"B::fun"<<endl;}
void fun2(){cout<<"B::fun2"<<endl;}
};//end//虛函數示例代碼2
int main()
{
void(A::*fun)();//定義一個函數指針
A *p=new B;
fun=&A::fun;
(p->*fun)();
fun=&A::fun2;
(p->*fun)();
delete p;
system("pause");
return 0;
}
誤區
你能估算出結果嗎？如果你估算出的結果是A::fun和A::fun2，哈哈，恭喜恭喜，你中圈套了。其實真正的結果是B::fun和B::fun2，如果你想不通就接着往下看。給個提示，&A::fun和&A::fun2是真正獲得了虛函數的地址嗎？
首先我們回到第二部分，通過段實作代碼，得到一個“通用”的獲得虛函數地址的方法。
#include<iostream>
using namespace std;
//將上面“虛函數示例代碼2”添加在這裏
void CallVirtualFun(void*pThis,intindex=0)
{
void(*funptr)(void*);
long lVptrAddr;
memcpy(&lVptrAddr,pThis,4);
memcpy(&funptr,reinterpret_cast<long*>(lVptrAddr)+index,4);
funptr(pThis);//調用
}
int main()
{
A *p = new B;
CallVirtualFun(p);//調用虛函數p->fun()
CallVirtualFun(p,1);//調用虛函數p->fun2()
system("pause");
return 0;
}
CallVirtualFun
我們擁有一個“通用”的CallVirtualFun方法。
這個通用方法和第三部分開始處的代碼有何聯繫呢？聯繫很大。由於A::fun（）和A::fun2（）是虛函數，所以&A::fun和&A::fun2獲得的不是函數的地址，而是一段間接獲得虛函數地址的一段代碼的地址，我們形象地把這段代碼看作那段CallVirtualFun。編譯器在編譯時，會提供類似於CallVirtualFun這樣的代碼，當你調用虛函數時，其實就是先調用的那段類似CallVirtualFun的代碼，通過這段代碼，獲得虛函數地址後，最後調用虛函數，這樣就真正保證了多態性。同時大家都説虛函數的效率低，其原因就是，在調用虛函數之前，還調用了獲得虛函數地址的代碼。
定義虛函數的限制：（1）非類的成員函數不能定義為虛函數，類的成員函數中靜態成員函數和構造函數也不能定義為虛函數，但可以將析構函數定義為虛函數。實際上，優秀的程序員常常把基類的析構函數定義為虛函數。因為，將基類的析構函數定義為虛函數後，當利用delete刪除一個指向派生類定義的對象指針時，系統會調用相應的類的析構函數。而不將析構函數定義為虛函數時，只調用基類的析構函數。
（2）只需要在聲明函數的類體中使用關鍵字“virtual”將函數聲明為虛函數，而定義函數時不需要使用關鍵字“virtual”。
（4）如果聲明瞭某個成員函數為虛函數，則在該類中不能出現和這個成員函數同名並且返回值、參數個數、類型都相同的非虛函數。在以該類為基類的派生類中，也不能出現和這個成員函數同名並且返回值、參數個數、類型都相同的非虛函數。
虛函數聯繫到多態，多態聯繫到繼承。所以本文中都是在繼承層次上做文章。沒了繼承，什麼都沒得談。
最後説明
