C++ 虚拟函数与动态调派：理解运行时方法调用的机制

虚拟函数允许派生类重写基类方法，动态调派则根据对象类型在运行时确定调用哪个函数。具体步骤包括：通过 virtual 声明虚拟函数，允许派生类重写。在派生类中重写虚拟函数，提供特定实现。使用对象的指针或引用调用虚拟函数，编译器将在运行时根据对象类型在虚函数表中查找并执行正确的函数。

C++ 虚拟函数与动态调派：理解运行时方法调用的机制

引言

虚拟函数是 C++ 中一个强大的特性，允许在派生类中重写基类的方法。本文将深入探讨虚拟函数和动态调派的机制，并通过实战案例对其进行演示。

虚拟函数

虚拟函数是通过在函数声明前加上 virtual 关键字声明的。这表明该函数可以在派生类中被重写。当调用一个对象上的虚拟函数时，实际调用的函数是根据程序运行时的对象类型决定的。

动态调派

动态调派是使用虚函数的一种机制，它允许在运行时确定要调用的函数。当调用一个对象的虚拟函数时，编译器会在对象所属类的虚函数表中查找该函数，并执行找到的函数。

实战案例

以下是一个演示虚拟函数和动态调派的实战案例：

#include <iostream>

class Shape {
public:
    virtual double area() = 0; // 纯虚函数
};

class Rectangle : public Shape {
public:
    Rectangle(double width, double height) : _width(width), _height(height) {}
    double area() override { return _width * _height; }

private:
    double _width;
    double _height;
};

class Circle : public Shape {
public:
    Circle(double radius) : _radius(radius) {}
    double area() override { return 3.14 * _radius * _radius; }

private:
    double _radius;
};

int main() {
    Shape* shapes[] = { new Rectangle(2, 3), new Circle(4) };
    for (Shape* shape : shapes) {
        std::cout << shape->area() << std::endl; // 动态调派
    }
    return 0;
}

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在这个示例中，Shape 是一个抽象基类，它有一个纯虚函数 area()。Rectangle 和 Circle 是派生类，实现了 area() 函数并提供了不同的实现。在 main 函数中，我们创建了一个 Shape 指针数组。虽然这些指针指向不同的类型，但我们能够通过该数组统一调用 area() 函数，编译器会根据运行时的类型在适当的派生类中执行正确的函数。

结论

虚拟函数和动态调派是 C++ 中强大的机制，它们允许灵活地调用方法并实现运行时多态性。理解这些机制对于编写健壮且可扩展的代码至关重要。

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