C++ 的 virtual function

在資結的作業裡，TA會先給出一套已經定義好的標頭檔(header file)，並讓你繼承與實作內部函式（function）。而在他的標頭檔案裡，總是會在要重載的函式前加上 virtual 這個關鍵字，讓人實在無法忽略，於是特別寫了這篇來紀錄 virtual 這個字的實際效果與使用方式。




在書上， virtual 的含義：（引自C++程式設計原理與實務, ISBN978-986-2571-85-9, A-46）
為幫助理解在下便獻醜添加了些詞句，。

虛擬函數其定義了與衍生類別同名（如同B :public A, 則B為A的衍生類別） 、使用同引數形態（可以簡單想像成A, B裡各有一個長得一模一樣的函式），在呼叫該函式時提供一個呼叫界面。讓我們在呼叫虛擬函式時，大部份被真正呼叫到為衍生類別中定義的函式，而非基礎類別的函式。

利用一個範例來理解他，故事情節如下：

在學校裡學習的人統稱做 <Student>, 有三個學生<Fred>, <Jack>, 還有一個不告訴你名字的<Student>, 今天老師沒辦法分辨出他們之間的差別，只知道三個人分別叫做A, B, C。不得以下只好問他們一個問題。由於他們的身份不同，說出的話一定要不一樣，藉此來分辨他們的身份。

在這個情境下，我定義了三區塊的程式碼，分別是<class>宣告、 <class>實作、<main>實作。
另外，這裡有用到一個蠻特別的寫法

Student *A = new Fred
一個父類別的指標允許指到一個子類別（這也是 virtual function 的優勢之一） 

// class define in VirtualFunction.h
class Student //Student身份
{
public:
    virtual void SaySomething();
};

class Fred :public Student //Fred 同時也俱有Student身份
{
public:
    void Saysomething();
};

class Jack :public Student //Jack 同時也俱有Student身份
{
public:
    void Saysomething();
};

//下面這個function是老師向他們提出的問題
void Call(Student & person)
{
    person.Saysomething();
}

#include "VirtualFunction.h"
// class function implement
void Student::Saysomething()
{
    std::cout<<"I am a Student!\n";
}

void Fred::Saysomething()
{
    std::cout<<"I am Fred!\n";
}

void Jack::Saysomething()
{
    std::cout<<"I am Jack!\n";
}

#include <iostream>
#include "VirtualFunction.h"
// main function
int main(int argc, char *argv[])
{
    Student *A = new Student;
    Student *B = new Fred;
    Student *C = new Jack;
    Call(*A);
    Call(*B);
    Call(*C);
    return 0;
}

以下為執行結果

➜  class  clang++ main.cpp
➜  class  ./a.out
I am a Student!
I am Fred!
I am Jack!

藉由上面的結果，我們可以很明顯看到在那個Call function裡面，我只宣告它是一個<Student>的身份，但是在呼叫 SaySomething 時，他就會去呼叫到子類別裡的函式，而非母函式。因此多形的好處得以體現，我們成功地把<Student>抽象化了，以後不管我們有多少個繼承<Student>的類別，Call function都可以正確的抓到我們想要的函式。


這只是 virtual 的第一種寫法，在母類別裡我們依舊有實作屬於母類別的函式，有沒有辦法強迫所有的子類別都必須要實作自己的函式呢？
當然有！
那就是在函式宣告的最後方加上 "= 0" 就可以了！

這次的 virtual 就記錄到這邊了。
2013-4-24 22:18