C++ 虚函数的声明与使用方法

在 C++ 编程中，虚函数是一个极为重要的概念，它为实现多态性提供了关键支持，让程序设计更加灵活和高效。

虚函数的声明十分简单。在基类的成员函数声明前加上 “virtual” 关键字，这个函数就成为了虚函数。例如：

class Shape {
public:
    virtual void draw() {
        // 这里是默认实现
    }
};

这里的 draw 函数就是虚函数。当一个函数被声明为虚函数后，它在派生类中可以被重新定义，从而实现不同的行为。

在派生类中重写虚函数时，函数的原型（包括返回类型、函数名、参数列表）必须与基类中的虚函数原型完全相同。比如：

class Circle : public Shape {
public:
    void draw() override {
        // 绘制圆形的具体实现
    }
};
class Rectangle : public Shape {
public:
    void draw() override {
        // 绘制矩形的具体实现
    }
};

这里的 override 关键字是 C++ 11 引入的，它可以显式地表明这个函数是重写基类的虚函数，有助于提高代码的可读性和可维护性。

虚函数的使用场景主要体现在多态性的实现上。通过使用基类指针或引用指向派生类对象，调用虚函数时，实际执行的是派生类中重写的版本，而不是基类中的版本。例如：

Shape* shape1 = new Circle();
Shape* shape2 = new Rectangle();

shape1->draw(); 
shape2->draw(); 

在这个例子中，尽管 shape1 和 shape2 都是 Shape 类型的指针，但调用 draw 函数时，分别执行的是 Circle 类和 Rectangle 类中重写的 draw 函数，这就是虚函数实现多态性的神奇之处。

虚函数在实际项目开发中有着广泛的应用。比如在图形绘制系统中，可以通过虚函数实现不同图形的绘制；在游戏开发中，不同角色的行为也可以通过虚函数来实现多态调用。掌握虚函数的声明与使用方法，能让我们编写出更加优雅、可扩展的 C++ 代码。