本文較為深入的分析了C++中虛函數與純虛函數的用法，對于學習和掌握面向對象程序設計來說是至關重要的。具體內容如下：

首先，面向對象程序設計（object-oriented programming）的核心思想是數據抽象、繼承、動態綁定。通過數據抽象，可以使類的接口與實現分離，使用繼承，可以更容易地定義與其他類相似但不完全相同的新類，使用動態綁定，可以在一定程度上忽略相似類的區別，而以統一的方式使用它們的對象。

虛函數的作用是實現多態性（Polymorphism），多態性是將接口與實現進行分離，采用共同的方法，但因個體差異而采用不同的策略。純虛函數則是一種特殊的虛函數。虛函數聯系到多態，多態聯系到繼承。所以本文中都是在繼承層次上做文章。沒了繼承，什么都沒得談。

一、虛函數

1 . 定義

在C++中，基類必須將它的兩種成員函數區分開來：一種是基類希望其派生類進行覆蓋的函數；另一種是基類希望派生類直接繼承而不要改變的函數。對于前者，基類通過在函數之前加上virtual關鍵字將其定義為虛函數（virtual）。

class Base{ // 基類 public:   virtual int func(int n) const; };  class Derive_Class : public Base{ public:   int func(int n) const; // 默認也為虛函數 }; 

當我們在派生類中覆蓋某個函數時，可以在函數前加virtual關鍵字。然而這不是必須的，因為一旦某個函數被聲明成虛函數，則所有派生類中它都是虛函數。任何構造函數之外的非靜態函數都可以是虛函數。派生類經常（但不總是）覆蓋它繼承的虛函數，如果派生類沒有覆蓋其基類中某個虛函數，則該虛函數的行為類似于其他的普通成員，派生類會直接繼承其在基類中的版本。

2 . 動態綁定

當我們使用基類的引用（或指針）調用一個虛函數時將發生動態綁定（dynamic binding）。因為我們直到運行時才能知道到底調用了哪個版本的虛函數，可能是基類中的版本也可能是派生類中的版本，判斷的依據是引用（或指針）所綁定的對象的真實類型。與非虛函數在編譯時綁定不同，虛函數是在運行時選擇函數的版本，所以動態綁定也叫運行時綁定（run-time binding）。

3 . 靜態類型與動態類型

靜態類型指的是變量聲明時的類型或表達式生成的類型，它在編譯時總是已知的；動態類型指的是變量或表達式表示的內存中的對象的類型，它直到運行時才可知。當且僅當通過基類的指針或引用調用虛函數時，才會在運行時解析該調用，也只有在這種情況下對象的動態類型才有可能與靜態類型不同。如果表達式既不是引用也不是指針，則它的動態類型永遠與靜態類型一致。

4 . final和override

派生類中如果定義了一個函數與基類中虛函數同名但形參列表不同，編譯器會認為這是派生類新定義的函數。如果我們的意圖本是覆蓋虛函數，則這種錯誤很難發現。通過在派生類中的虛函數最后加override關鍵字使得意圖更加清晰。如果我們使用override標記了某個函數，但該函數并沒有覆蓋已存在的虛函數，編譯器將報錯。

class Base{ // 基類 public:   virtual int func(int a, int b) const; };  class Derive_Class : public Base{ public:   int func(int a) const override; // 報錯，沒有覆蓋虛函數 }; 

如果我們定義一個類，并不希望它被繼承?；蛘呦Ｍ硞€函數不被覆蓋，則可以把類或者函數指定為final，則之后任何嘗試繼承該類或覆蓋該函數的操作將引發錯誤。

class Base final { /*  */ };   // 基類不能被繼承 class Derive_Class : public Base { /* */ };   // 報錯  void func(int) const final;  // 不允許后續的其他類覆蓋func(int)

5 . 回避虛函數的機制

在某些情況下，我們希望對虛函數的調用不要進行動態綁定，而是強迫其執行虛函數的某個特定版本。可以使用作用域運算符實現這一目的。

// 強行調用基類中定義的函數版本而不管baseP的動態類型是什么 int a = baseP->Base::func(42); 

如果一個派生類虛函數需要調用它的基類版本，但是沒有使用作用域運算符，則在運行時該調用將被解析為對派生類版本自身的調用，從而導致無限遞歸。

二、純虛函數

1 . 定義

為了方便使用多態特性，我們常常需要在基類中定義虛函數。在許多情況下，在基類中不能對虛函數給出有意義的實現。為了讓虛函數在基類什么也不做，引進了“純虛函數”的概念，使函數無須定義。我們通過在函數體的位置（即在聲明語句的分號之前）書寫=0就可以將一個虛函數說明為純虛函數（pure virtual）。其中，=0只能出現在類內部的虛函數聲明語句處：

class Base{ // 抽象基類 public:   virtual int func(int n) const =0; }; 

需要注意的是，我們也可以為純虛函數提供定義，不過函數體必須定義在類的外部。

2 . 抽象基類

含有（或者未經覆蓋直接繼承）純虛函數的類叫抽象基類（abstract base class）。抽象基類負責定義接口，而后續的其他類可以覆蓋該接口。如果派生類中沒有重新定義純虛函數，而只是繼承基類的純虛函數，則這個派生類仍然還是一個抽象基類。因為抽象基類含有純虛函數（沒有定義），所以我們不能創建一個抽象基類的對象，但可以聲明指向抽象基類的指針或引用。

Base base;  // 錯誤，不能實例化抽象基類 

總結：

①.虛函數必須實現，不實現編譯器會報錯。

②.父類和子類都有各自的虛函數版本。由多態方式在運行時動態綁定。

③.通過作用域運算符可以強行調用指定的虛函數版本。

④.純虛函數聲明如下：virtual void funtion()=0; 純虛函數無需定義。包含純虛函數的類是抽象基類，抽象基類不能創建對象，但可以聲明指向抽象基類的指針或引用。

⑤.派生類實現了純虛函數以后，該純虛函數在派生類中就變成了虛函數，其子類可以再對該函數進行覆蓋。

⑥.析構函數通常應該是虛函數，這樣就能確保在析構時調用正確的析構函數版本。