后入为主
----虚函数
作者：HolyFire
说一个人后入为主，通常是说耳根子软，人家说什么就把原先的忘掉了，别人说向东走，他就向东走，一会儿有人说向西了，他立马赶回来。不过好处显而易见，这个人特别听话，如果你有时候不知道自己要干什么，或者不确定一会儿要干什么，那么就叫他在旁边等着，到你拿定主意的时候，再告诉他你的要求，让他照办。现实中这样的事情并不少见，秘书需要作记录，写报告，安排行程，联络客户等等，而这些工作都是在你的指示下去做的。如果编程的时候也有这么听话的代码就好了，当然这不是做梦，这完全可以实现。
我们小学的时候就学过求解方程，里面提到的概念有一个未知数，他用一个可以为任意数的符号代表一个暂时不知道值的数，然后通过运算规则得到符合要求的值，用编程的角度来看，他加上了一个间接层，我们暂时不处理数值，而是处理一个与数值有关的符号，如果变化的是数值也就是对应的属性，我们可以用成员变量来处理，如果变化的是运算规则呢。记得作微积分吗，y=f（x）。这个f(x)是可变的，要让我们的解决方案通用于各种可能的f(x)，那就要提供一个间接层来连接不同的函数，在C++中这太简单了，用函数指针就可以办到。
指针的作用就是可以保存某种类型的对象在内存中的位置，改变指针的值就可以让他指向不同对象。（形象的说法，可以让我们更容易理解指针的意图，指针本身也是一个类型）
在C++中实现虚函数就是用函数指针的，编译器在类中隐藏了一个函数指针数组（因为成员函数可能有很多）叫做虚函数表。
class A{
//...data members
public:
virtual func1();
virtual func2();
virtual func3();
//...func members
};
这个类里有三个虚函数
他们在内存里的某处
address1 [A::func1]
address2 [A::func2]
address3 [A::func3]
实例化一个A类的对象a
A a;
得到a的结构是这样的
[
虚函数表
[func pointer1] address1
[func pointer2] address2
[func pointer3] address3
]
[
data members
…
]
使用a的成员函数func1的时候，事实上由在[func pointer1]的值address1得到[A::func1]的位置，然后再调用它，显然这里多了一个寻找函数位置的步骤，所以，使用虚函数将降低执行效率，在效率和灵活性之间的取舍，就看你自己的要求了。
进一步，当从A继承一个类B的时候，情况有是怎么样的呢
class B : public A{
//...data members
public:
virtual func1();
virtual func2();
virtual func3();
//...func members
};
这个类里有三个虚函数
他们在内存里的某处
address4 [B::func1]
address5 [B::func2]
address6 [B::func3]
实例化B类的一个对象
B b;
得到b的结构是这样的
[
A的虚函数表
[func pointer1] address1
[func pointer2] address2
[func pointer3] address3
]
[
A的data members
…
]
[
B的虚函数表
[func pointer1] address4
[func pointer2] address5
[func pointer3] address6
]
[
B的data members
…
]
为了正确执行b->func1对应的是address4处的[B::func1]，必须能知道要去B的虚函数表查找，呵呵，好的方法不应该只用一次，聪明的读者一看就知道，再加入一个指针就能操作不同的虚函数表，对了，这里C++隐藏了一个虚函数表指针来访问不同的虚函数表，在class B被创建的时候，这个指针指向B的虚函数表。
举一反三，如果从B类再继承类C，只要将虚函数表指针指向C的虚函数表即可。
到这里，虚函数的把戏都给大家拆穿了，C++中指针是个好东西，如果善加利用，则能功办事倍。
我们用C++来看一下虚函数的效果
#include <iostream>
#include <stdlib.h>
using namespace std;
class NormalA{
public:
void DoSomething( void ){ cout << "This is class NormalA." << endl; }
};
class NormalB : public NormalA{
public:
void DoSomething( void ){ cout << "This is class NormalB." << endl; }
};
class NormalC : public NormalB{
public:
void DoSomething( void ){ cout << "This is class NormalC." << endl; }
};
class VirtualA{
public:
virtual void DoSomething( void ){ cout << "This is class VirtualA." << endl; }
};
class VirtualB : public VirtualA{
public:
void DoSomething( void ){ cout << "This is class VirtualB." << endl; }
};
class VirtualC : public VirtualB{
public:
void DoSomething( void ){ cout << "This is class VirtualC." << endl; }
};
int main()
{
NormalA na;
NormalB nb;
NormalC nc;
VirtualA va;
VirtualB vb;
VirtualC vc;
NormalA * pna;
VirtualA * pva;
na.DoSomething();
nb.DoSomething();
nc.DoSomething();
va.DoSomething();
vb.DoSomething();
vc.DoSomething();
pna = &na;
pna->DoSomething();
pna = &nb;
pna->DoSomething();
pna = &nc;
pna->DoSomething();
pva = &va;
pva->DoSomething();
pva = &vb;
pva->DoSomething();
pva = &vc;
pva->DoSomething();
cin.get();
return 0;
}
结果是
This is class NormalA. //调用的是NormalA：：DoSomething();
This is class NormalB. //调用的是NormalB：：DoSomething();
This is class NormalC. //调用的是NormalC：：DoSomething();
This is class VirtualA. //调用的是VirtualA：：DoSomething();
This is class VirtualB. //调用的是VirtualB：：DoSomething();
This is class VirtualC. //调用的是VirtualC：：DoSomething();
This is class NormalA. //调用的是NormalA：：DoSomething(); 没有虚函数表，NormalA *指定了类型
This is class NormalA. //调用的是NormalA：：DoSomething(); 没有虚函数表，NormalA *指定了类型
This is class NormalA. //调用的是NormalA：：DoSomething(); 没有虚函数表，NormalA *指定了类型
This is class VirtualA. //调用的是VirtualA：：DoSomething(); 虚函数表指针指向的是VirtualA
This is class VirtualB. //调用的是VirtualB：：DoSomething(); 虚函数表指针指向的是VirtualB
This is class VirtualC. //调用的是VirtualC：：DoSomething(); 虚函数表指针指向的是VirtualC
虚函数看来于函数重载有些共通之处，但是函数重载在编译期间就可以确定下来我们要使用的函数，是可预测的；而虚函数在运行时刻才能确定到具体的函数，是不可预测的，对于虚函数这一特性有一个专用术语----晚绑定，运用虚函数这种方法叫做函数覆盖。
2001/8/20
丁宁