在实现C++多态时会用到虚函数。使用虚函数目的是通过基类指针访问派生类定义的函数。

典型使用:

Base* ba = new Derive();
Derive *de = ba;

反射性地会说ba是个基类指针，指向派生类对象。但是运行程序竟然报错了: error: C2440: “初始化”: 无法从Base * 转换为 Derive * 从基类型到派生类型的强制转换需要 dynamic_cast 或 static_cast 。也就是需要向下转型，为什么？ba不是指向派生类对象吗？

这就是虚函数的动态绑定， 在运行期才指向派生类对象，而在编译期还是基类指针，不能赋给de，语法检查就过不了，当然报错了。

我们一般说ba的静态类型是Base*，动态类型是Derive*。如果第一行改为Base* ba，那么静态类型是Base*，没有动态类型。

• 所谓静态多态是指通过模板或者函数重载实现的多态，其在编译期确定行为。动态多态是指通过虚函数技术实现在运行期动态绑定的技术。

• 普通函数在编译时就确定了函数地址，但虚函数在运行时查询虚函数表，所以效率较低。

• 要正确实现虚函数，只能通过基类的指针或引用来指向派生类对象

• 派生类重新实现基类中的虚函数，这就叫覆盖

• 成员虚函数不能有同名同参数的静态函数

• 多个虚函数对sizeof的计算相当于一个，因为它们都存在虚函数表里，虚函数表只对应一个虚指针，所以不会扩大占用内存

纯虚函数

基类有纯虚函数时，就是抽象类，抽象类无法实例化，也无法声明指针。派生类可以不实现这个纯虚函数，但这样就没有意义了。 基类中的纯虚函数其实也可以实现，但没有必要，因为派生类都会重新实现。

virtual void testPureVirtual() = 0;	 // 基类中声明纯虚函数

void Base::testPureVirtual()		// 基类中实现纯虚函数
{
    cout<<"base pure virtual test  "<<endl;
}

void Derived::testPureVirtual()		// 派生类中实现虚函数
{
    Base::testPureVirtual();
    cout<<"derived pure virtual test"<<endl;
}
Derived d;
d.testPureVirtual();

这里的代码在派生类中调用了基类中的纯虚函数，由于抽象类无法实例化，所以基类纯虚函数是不能直接调用的。

不要重新定义继承而来的虚函数的默认参数值

绝对不要重新定义一个继承而来的virtual函数的缺省参数值，因为缺省参数值都是静态绑定（为了执行效率），而virtual函数却是动态绑定。

class Base
{
public:
    Base();
    virtual ~Base();
    virtual void test_virtual(int i=0);   // 默认值为0
};
void Base::test_virtual(int i)
{
    cout<<"base virtual  "<<i<<endl;
}

class Derive : public Base
{
public:
    Derive();
    void test_virtual(int i=1);     // 默认值改为1
};
void Derive::test_virtual(int i)
{
    cout<<"derive virtual  "<<i<<endl;
}

还是那个常用的调用:

Base* ba = new Derive();
ba->test_virtual();

结果竟然是:

derive virtual  0   // 函数为派生类的，默认值为基类的

原因在于虚函数是动态绑定的，但参数是静态绑定的， 覆盖虚函数时只能覆盖动态绑定的部分，所以不能改变参数。虚函数的效率较差，如果对参数也进行动态绑定，那么对执行速度和编译器简易度不利，所以C++做了分开的处理。

不能声明为虚函数的函数

构造函数

首先明确一点，在编译期，编译器完成了虚表的创建，而虚指针在构造函数期间被初始化

如果构造函数是虚函数，那必然需要通过虚指针来找到虚构造函数的入口地址，但是这个时候我们还没有把虚指针初始化。因此，构造函数不能是虚函数。

內联函数

编译期內联函数在调用处被展开，而虚函数在运行时才能被确定具体调用哪个类的虚函数。內联函数体现的是编译期机制，而虚函数体现的是运行期机制。 二者不是同一范畴的东西。

静态成员函数

静态成员函数和类有关，即使没有生成一个实例对象，也可以调用类的静态成员函数。而虚函数的调用和虚指针有关，虚指针存在于一个类的实例对象中，如果静态成员函数被声明成虚函数，那么调用成员静态函数时又如何访问虚指针呢。也就是说，静态成员函数与类有关，而虚函数与类的实例对象有关。 二者也不是同一范畴的东西。

多态

多态存在的3个必要条件：

1. 继承
2. 函数的重写
3. 父类引用或指针指向子类对象

class B0    //基类BO声明
{
public:     //外部接口
    virtual void display()  //虚成员函数
    {
        cout << "B0 display0" << endl;
    }
};
class B1 :public B0
{
public:
    void display() { cout << "B1 display0" << endl; }
};

// 尝试形参改为 B0& ptr 或 B0* ptr
void fun(B0 ptr)    //普通函数
{
    ptr.display();
}
B0 b0;		//声明基类对象
B1 b1;		//声明派生类对象
fun(b0);	//调用基类B0函数成员
fun(b1);	//调用派生类B1函数成员

运行结果是B0 display0 B0 display0。
虚函数的动态绑定仅在 基类指针或引用 绑定派生类对象时发生，fun的形参不是指针而是对象，所以调用哪个版本的函数在编译时就已经确定。

参考：
C++虚函数表剖析
深入C++对象模型&虚函数表