Question

我正在研究虚函数和指针。下面的代码让我思考，当我们可以按照我们想要的方式键入转换基类指针时，为什么需要虚函数？

class baseclass {
public:
    void show() {
        cout << "In Base\n";
    }
};

class derivedclass1 : public baseclass {
public:
    void show() {
        cout << "In Derived 1\n";
    }
};

class derivedclass2 : public baseclass {
public:
    void show() {
        cout << "In Derived 2\n";
    }
};

int main(void) {
    baseclass * bptr[2];
    bptr[0] = new derivedclass1;
    bptr[1] = new derivedclass2;

    ((derivedclass1*) bptr)->show();
    ((derivedclass2*) bptr)->show();

    delete bptr[0];
    delete bptr[1];

    return 0;
}

如果我们在基类中使用virtual，则会得到相同的结果。

In Derived 1
In Derived 2

我错过了什么吗？

Answer 1

如果使用虚函数，则调用函数的代码不需要知道对象的实际类。你只需要盲目调用函数，就会执行正确的函数。这是多态性的基础。

类型转换总是有风险的，并且可能导致大型程序中的运行时错误。

您的代码应为open for extension but closed for modifications。

希望这有帮助。

Answer 2

您的示例似乎有效，因为没有数据，没有虚方法，也没有多重继承。尝试将int value;添加到derivedclass1，将const char *cstr;添加到derivedclass2，在相应的构造函数中初始化这些内容，然后将这些内容添加到相应的show()方法中。

您将看到show()将如何打印垃圾值（如果您将指针转换为derivedclass1则不显示）或崩溃（如果您实际上将类指针转移到derivedclass2不属于那种类型），或表现得很奇怪。

C ++类成员函数AKA方法只不过是函数，它们带有一个隐藏的额外参数this指针，并且它们假定它指向一个正确类型的对象。所以当你有一个derivedclass1类型的对象，但是你把它指向它时要输入derivedclass2，那么没有虚方法会发生这样的事情：

derivedclass2的方法被调用，因为你明确地说“这是指向derivedclass2”的指针。
该方法获取指向实际对象this的指针。它认为它指向derivedclass2的实际实例，它在某些偏移处会有某些数据成员。
如果对象实际是derivedclass1，则该内存包含完全不同的内容。因此，如果方法认为有一个字符指针，但事实上没有，那么访问它指向的数据可能会访问非法地址并崩溃。

如果您改为使用虚方法，并且具有指向公共基类的指针，那么当您调用方法时，编译器会生成用于调用正确方法的代码。它实际上插入代码和数据（使用填充了虚拟方法指针的表，通常称为 vtable ，每个类一个，指向它的指针，每个对象/实例一个），它知道调用右边的方法。因此，当您调用虚方法时，它不是直接调用，而是该对象具有指向真实类的 vtable 的额外指针，它指示应该使用哪种方法被称为该对象。

总之，类型转换绝不是虚拟方法的替代方法。并且，作为旁注，每个类型的演员阵容都是一个问题“为什么会在这里演出？这个软件是否存在根本问题，如果它需要演员？”。类型转换的合法用例确实非常罕见，特别是对于OOP对象。此外，永远不要使用带有对象指针的C风格类型转换，如果你真的需要施放，请使用static_cast和dynamic_cast。

Answer 3

您需要虚拟功能，以便在运行时之前不知道派生类型（例如，当它取决于用户输入时）。

在您的示例中，您对derivedclass2和derivedclass1进行了硬编码转换。那你在这做什么？

void f(baseclass * bptr)
{
    // call the right show() function
}

也许您的困惑源于您尚未遇到虚拟功能实际有用的情况。当你总是在编译时准确地知道你正在操作的具体类型时，你就根本不需要虚函数。

示例代码中的其他两个问题：

使用C风格的强制转换而不是C ++风格的dynamic_cast（当然，当你使用虚拟函数解决它们旨在解决的问题时，你通常不需要进行投射）。 / LI>
以多态方式处理数组。请参阅Scott Meyer的更有效的C ++ 一书中的第3项（＆＃34;从不以多态方式处理数组＆＃34;）。

为什么在基类指针转换时使用虚函数会产生相同的结果？

3 个答案: