c++中如何实现虚函数_c++虚函数实现方法

冰火之心

发布时间：2025-09-28 19:32:23

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原创

虚函数通过vtable和vptr实现动态绑定，支持多态调用。1. 基类用virtual声明虚函数，派生类可重写；2. 编译器为含虚函数的类生成vtable，对象内含vptr指向该表；3. 调用时通过vptr查表确定实际函数地址；4. 纯虚函数以=0定义，使类成为抽象类；5. 析构函数应声明为虚函数以防内存泄漏；6. 使用override关键字提高代码安全性。此机制是C++多态的核心。

c++中如何实现虚函数_c++虚函数实现方法

在C++中，虚函数的实现依赖于运行时的动态绑定机制，核心是通过虚函数表（vtable）和虚函数指针（vptr）来完成多态调用。下面详细说明其实现原理和使用方法。

虚函数的基本语法

在基类中使用virtual关键字声明函数为虚函数，派生类重写该函数后，通过基类指针或引用调用时会自动调用对应对象的实际类型函数。

示例：

#include 
using namespace std;
class Base {
public:
virtual void show() {
cout << "Base show()" << endl;
}
};
class Derived : public Base {
public:
void show() override {
cout << "Derived show()" << endl;
}
};
int main() {
Base* ptr = new Derived();
ptr->show();  // 输出: Derived show()
delete ptr;
return 0;
}

虚函数的底层实现机制

C++编译器为每个包含虚函数的类生成一个虚函数表（vtable），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。

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每个对象内部会隐式添加一个指针vptr，指向其所属类的vtable。

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当类声明虚函数时，编译器创建vtable
派生类继承基类vtable，并更新重写函数的条目
对象构造时，vptr被初始化指向对应类的vtable
调用虚函数时，程序通过vptr找到vtable，再查表调用实际函数

纯虚函数与抽象类

使用= 0语法定义纯虚函数，表示该函数必须由派生类实现。

包含纯虚函数的类称为抽象类，不能实例化。

示例：

class Shape {
public:
    virtual void draw() = 0;  // 纯虚函数
};
class Circle : public Shape {
public:
void draw() override {
cout << "Drawing a circle" << endl;
}
};