C++虚函数的意义

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下面以一个简单的例子说明virtual的作用，作为继承和多态的重要组件，如果没有虚函数，那么多态的实现将非常的困难。首先明确一点，类成员函数中this的类型取决于该函数定义的位置，在父类中，this的类型是父类，在子类中，this的类型是子类。比如父类A和B，父类有一个成员函数test(), 其函数体中通过this调用了test1, 如果子类没有override这个函数，那么子类中，test()函数体里面this的类型依然是父类的类型。我们看下面三个例子来理解这一点：

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#include <iostream>
#include <thread>
//This function will be called from a thread
class A{
public:
    void test(){
        this->test1();
    }
    void test1(){
        std::cout << "I am base" << std::endl;
    }
};

class B:public A
{
    virtual void test1(){
        std::cout << "I am Not Base" << std::endl;
    }
};

int main() {
  //Launch a thread
  B b;
  b.test();
  return 0;
}
// 运行结果
// I am base
// I am base

这个例子中，子类B没有覆盖A::test，因此test函数体内，this类型依然是A*，这就造成了b.test()调用的是A::test1()，这往往不是想要的结果。而如果加上virtual, 那么就能够调用到真正想要调用的函数了，看下面的改动：

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#include <iostream>
class A{
public:
    void test(){
        this->test1();
    }
    virtual void test1(){
        std::cout << "I am base" << std::endl;
    }
};

class B:public A
{
    virtual void test1(){
        std::cout << "I am Not Base" << std::endl;
    }
};

int main() {
  B b;
  b.test();
  
  A a;
  a.test();
  return 0;
}
// 运行结果
// I am Not Base
// I am base

这个例子中，test1是虚函数，因此即使B没有覆盖test函数，this的编译时类型依然是A*，但是在调用this->test1()的时候会查找虚函数表，然后知道this实际类型应该是B*并调用B::test1()。具体要调用A::test1还是B::test1只能在运行时知道。注意哦，如果子类同时覆盖了调用的函数test，那么也是能够调用到想要的test1的，因为此时编译时this的类型就已经是B*了。看下面的代码：

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#include <iostream>
class A{
public:
    void test(){
        this->test1();
    }
    void test1(){
        std::cout << "I am base" << std::endl;
    }
};

class B:public A
{
public:
    void test1(){
        std::cout << "I am Not Base" << std::endl;
    }
    void test(){
        this->test1();
    }
};

int main() {
  B b;
  b.test();
  
  A a;
  a.test();
  return 0;
}
// 运行结果
// I am Not Base
// I am base

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