虚函数

在面向对象程序设计领域，C++、Object Pascal 等语言中有虚函数（英语：virtual function）或虚方法（英语：virtual method）的概念。这种函数或方法可以被子类继承和覆盖，通常使用动态分派实现。这一概念是面向对象程序设计中（运行时）多态的重要组成部分。简言之，虚函数可以给出目标函数的定义，但该目标的具体指向在编译期可能无法确定。

虚函数在设计模式方面扮演重要角色。例如，《设计模式》一书中提到的23种设计模式中，仅5个对象创建模式就有4个用到了虚函数（抽象工厂、工厂方法、生成器、原型），只有单例没有用到。

虚函数概念的引入可以解决这样的问题：

在面向对象程序设计中，派生类继承自基类。使用指针或引用访问派生类对象时，指针或引用本身所指向的类型是基类而不是派生类。如果派生类覆盖了基类中的方法，通过上述指针或引用调用该方法时，可以有两种结果：

虚函数的效果属于后者。如果问题中基类的函数是“虚”的，则调用到的都是最终派生类（英语：most-derived class）中的函数实现，与指针或引用的类型无关。反之，如果函数非“虚”，调用到的函数就在编译期根据指针或者引用所指向的类型决定。

有了虚函数，程序甚至能够调用编译期还不存在的函数。

在 C++ 中，在基类的成员函数声明前加上关键字 virtual 即可让该函数成为 虚函数，派生类中对此函数的不同实现都会继承这一修饰符，允许后续派生类覆盖，达到迟绑定的效果。即便是基类中的成员函数调用虚函数，也会调用到派生类中的版本。

例如，一个基类 Animal 有一个虚函数 eat。子类 Fish 要实做一个函数 eat()，这个子类 Fish 与子类 Wolf 是完全不同的，但是你可以引用类别 Animal 底下的函数 eat() 定义，而使用子类 Fish 底下函数 eat() 的进程。

以下代码是 C++ 的程序示例。要注意的是，这个示例没有异常处理的代码。尤其是 new 或是 vector::push_back 丢出一个异常时，程序在运行时有可能会出现崩溃或是错误的现象。

# include <iostream># include <vector>using namespace std;class Animal{public:    virtual void eat() const { cout << "I eat like a generic Animal." << endl; }    virtual ~Animal() {}}; class Wolf : public Animal{public:    void eat() const { cout << "I eat like a wolf!" << endl; }}; class Fish : public Animal{public:    void eat() const { cout << "I eat like a fish!" << endl; }}; class GoldFish : public Fish{public:    void eat() const { cout << "I eat like a goldfish!" << endl; }};  class OtherAnimal : public Animal{}; int main(){    std::vector<Animal*> animals;    animals.push_back( new Animal() );    animals.push_back( new Wolf() );    animals.push_back( new Fish() );    animals.push_back( new GoldFish() );    animals.push_back( new OtherAnimal() );     for( std::vector<Animal*>::const_iterator it = animals.begin();       it != animals.end(); ++it)     {        (*it)->eat();        delete *it;    }    return 0;}