虚函数联系到多态，多态联系到继承。所以本文中都是在继承层次上做文章。没了继承，什么都没得谈。
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下面是对C++的虚函数这玩意儿的理解。
一， 什么是虚函数（如果不知道虚函数为何物，但有急切的想知道，那你就应该从这里开始）
简单地说，那些被virtual关键字修饰的成员函数，就是虚函数。虚函数的作用，用专业术语来解释就是实现多态性（Polymorphism），多态性是将接口与实现进行分离；用形象的语言来解释就是实现以共同的方法，但因个体差异而采用不同的策略。下面来看一段简单的代码
class A{
public:
void print(){ cout”This is A”endl;}
};
class B:public A{
public:
void print(){ cout”This is B”endl;}
};
int main(){ //为了在以后便于区分，我这段main()代码叫做main1
A a;
B b;
a.print();
b.print();
}
通过class A和class B的print()这个接口，可以看出这两个class因个体的差异而采用了不同的策略，输出的结果也是我们预料中的，分别是This is A和This is B。但这是否真正做到了多态性呢？No，多态还有个关键之处就是一切用指向基类的指针或引用来操作对象。那现在就把main()处的代码改一改。
int main(){ //main2
A a;
B b;
A* p1=a;
A* p2=b;
p1-print();
p2-print();
}
运行一下看看结果，哟呵，蓦然回首，结果却是两个This is A。问题来了，p2明明指向的是class B的对象但却是调用的class A的print()函数，这不是我们所期望的结果，那么解决这个问题就需要用到虚函数
class A{
public:
virtual void print(){ cout”This is A”endl;} //现在成了虚函数了
};
class B:public A{
public:
void print(){ cout”This is B”endl;} //这里需要在前面加上关键字virtual吗？
};
毫无疑问，class A的成员函数print()已经成了虚函数，那么class B的print()成了虚函数了吗？回答是Yes，我们只需在把基类的成员函数设为virtual，其派生类的相应的函数也会自动变为虚函数。所以，class B的print()也成了虚函数。那么对于在派生类的相应函数前是否需要用virtual关键字修饰，那就是你自己的问题了。
现在重新运行main2的代码，这样输出的结果就是This is A和This is B了。
现在来消化一下，我作个简单的总结，指向基类的指针在操作它的多态类对象时，会根据不同的类对象，调用其相应的函数，这个函数就是虚函数。
二， 虚函数是如何做到的（如果你没有看过《Inside The C++ Object Model》这本书，但又急切想知道，那你就应该从这里开始）
虚函数是如何做到因对象的不同而调用其相应的函数的呢？现在我们就来剖析虚函数。我们先定义两个类
class A{ //虚函数示例代码
public:
virtual void fun(){cout1endl;}
virtual void fun2(){cout2endl;}
};
class B:public A{
public:
void fun(){cout3endl;}
void fun2(){cout4endl;}
};
由于这两个类中有虚函数存在，所以编译器就会为他们两个分别插入一段你不知道的数据，并为他们分别创建一个表。那段数据叫做vptr指针，指向那个表。那个表叫做vtbl，每个类都有自己的vtbl，vtbl的作用就是保存自己类中虚函数的地址，我们可以把vtbl形象地看成一个数组，这个数组的每个元素存放的就是虚函数的地址，请看图
通过上图，可以看到这两个vtbl分别为class A和class B服务。现在有了这个模型之后，我们来分析下面的代码
A *p=new A;
p-fun();
毫无疑问，调用了A::fun()，但是A::fun()是如何被调用的呢？它像普通函数那样直接跳转到函数的代码处吗？No，其实是这样的，首先是取出vptr的值，这个值就是vtbl的地址，再根据这个值来到vtbl这里，由于调用的函数A::fun()是第一个虚函数，所以取出vtbl第一个slot里的值，这个值就是A::fun()的地址了，最后调用这个函数。现在我们可以看出来了，只要vptr不同，指向的vtbl就不同，而不同的vtbl里装着对应类的虚函数地址，所以这样虚函数就可以完成它的任务。
而对于class A和class B来说，他们的vptr指针存放在何处呢？其实这个指针就放在他们各自的实例对象里。由于class A和class B都没有数据成员，所以他们的实例对象里就只有一个vptr指针。通过上面的分析，现在我们来实作一段代码，来描述这个带有虚函数的类的简单模型。
#includeiostream
using namespace std;
//将上面“虚函数示例代码”添加在这里
int main(){
void (*fun)(A*);
A *p=new B;
long lVptrAddr;
memcpy(lVptrAddr,p,4);
memcpy(fun,reinterpret_castlong*(lVptrAddr),4);
fun(p);
delete p;
system("pause");
}
用VC或Dev-C++编译运行一下，看看结果是不是输出3，如果不是，那么太阳明天肯定是从西边出来。现在一步一步开始分析
void (*fun)(A*); 这段定义了一个函数指针名字叫做fun，而且有一个A*类型的参数，这个函数指针待会儿用来保存从vtbl里取出的函数地址
A* p=new B; 这个我不太了解，算了，不解释这个了
long lVptrAddr; 这个long类型的变量待会儿用来保存vptr的值
memcpy(lVptrAddr,p,4); 前面说了，他们的实例对象里只有vptr指针，所以我们就放心大胆地把p所指的4bytes内存里的东西复制到lVptrAddr中，所以复制出来的4bytes内容就是vptr的值，即vtbl的地址
现在有了vtbl的地址了，那么我们现在就取出vtbl第一个slot里的内容
memcpy(fun,reinterpret_castlong*(lVptrAddr),4); 取出vtbl第一个slot里的内容，并存放在函数指针fun里。需要注意的是lVptrAddr里面是vtbl的地址，但lVptrAddr不是指针，所以我们要把它先转变成指针类型
fun(p); 这里就调用了刚才取出的函数地址里的函数，也就是调用了B::fun()这个函数，也许你发现了为什么会有参数p,其实类成员函数调用时，会有个this指针，这个p就是那个this指针，只是在一般的调用中编译器自动帮你处理了而已，而在这里则需要自己处理。
delete p;和system("pause"); 这个我不太了解，算了，不解释这个了
如果调用B::fun2()怎么办？那就取出vtbl的第二个slot里的值就行了
memcpy(fun,reinterpret_castlong*(lVptrAddr+4),4); 为什么是加4呢？因为一个指针的长度是4bytes，所以加4。或者memcpy(fun,reinterpret_castlong*(lVptrAddr)+1,4); 这更符合数组的用法，因为lVptrAddr被转成了long*型别，所以+1就是往后移sizeof(long)的长度
三， 以一段代码开始
#includeiostream
using namespace std;
class A{ //虚函数示例代码2
public:
virtual void fun(){ cout"A::fun"endl;}
virtual void fun2(){cout"A::fun2"endl;}
};
class B:public A{
public:
void fun(){ cout"B::fun"endl;}
void fun2(){ cout"B::fun2"endl;}
}; //end//虚函数示例代码2
int main(){
void (A::*fun)(); //定义一个函数指针
A *p=new B;
fun=A::fun;
(p-*fun)();
fun = A::fun2;
(p-*fun)();
delete p;
system("pause");
}
你能估算出输出结果吗？如果你估算出的结果是A::fun和A::fun2，呵呵，恭喜恭喜，你中圈套了。其实真正的结果是B::fun和B::fun2，如果你想不通就接着往下看。给个提示，A::fun和A::fun2是真正获得了虚函数的地址吗？
首先我们回到第二部分，通过段实作代码，得到一个“通用”的获得虚函数地址的方法
#includeiostream
using namespace std;
//将上面“虚函数示例代码2”添加在这里
void CallVirtualFun(void* pThis,int index=0){
void (*funptr)(void*);
long lVptrAddr;
memcpy(lVptrAddr,pThis,4);
memcpy(funptr,reinterpret_castlong*(lVptrAddr)+index,4);
funptr(pThis); //调用
}
int main(){
A* p=new B;
CallVirtualFun(p); //调用虚函数p-fun()
CallVirtualFun(p,1);//调用虚函数p-fun2()
system("pause");
}
现在我们拥有一个“通用”的CallVirtualFun方法。
这个通用方法和第三部分开始处的代码有何联系呢？联系很大。由于A::fun()和A::fun2()是虚函数，所以A::fun和A::fun2获得的不是函数的地址，而是一段间接获得虚函数地址的一段代码的地址，我们形象地把这段代码看作那段CallVirtualFun。编译器在编译时，会提供类似于CallVirtualFun这样的代码，当你调用虚函数时，其实就是先调用的那段类似CallVirtualFun的代码，通过这段代码，获得虚函数地址后，最后调用虚函数，这样就真正保证了多态性。同时大家都说虚函数的效率低，其原因就是，在调用虚函数之前，还调用了获得虚函数地址的代码。
最后的说明：本文的代码可以用VC6和Dev-C++4.9.8.0通过编译，且运行无问题。其他的编译器小弟不敢保证。其中，里面的类比方法只能看成模型，因为不同的编译器的低层实现是不同的。例如this指针，Dev-C++的gcc就是通过压栈，当作参数传递，而VC的编译器则通过取出地址保存在ecx中。所以这些类比方法不能当作具体实现
虚函数的作用就是接口类能够提供协议（即这个接口的功能是什么，比如都是进行绘画，相对来说比较抽象），而各个子类可以给出具体不同的实现（比如长方形绘画时可以画出长方形，而三角形则画出来的就是三角形）。调用虚函数的客户只需要知道虚函数的提供的协议，而不需要关心这个实现这个虚函数的到底是个什么类（因为都是从一个基类继承的）。
当然你可能会想，为什么不能用非虚函数做上面的事情，我们可以实现时指定一个类型，比如有一个成员用来标识形状的类型，而在实现时用这个类型来判定如何进行绘画，简而言之就是if else或者switch语句，如同下面的代码：
class shape {
int type;
public:
void draw() {
switch (type) {
case rectangle:
draw_rectangle();
break;
case circle:
draw_circle();
break;
}
};
这个问题在于，当你有一个很多shape时，这个switch case将难以管理，因为有时候代码中有些地方就是需要根据类型来做判断，但是此时你会倾向于使用switch case来实现这些代码。久而久之，一旦加个新类型时，就会很难维护，因为要改动很多地方，就容易出错（当然如果改动地方不多，问题不会很大）。
但是如果使用虚函数实现，那么各个子类管理自己的实现，而有需要依据类型来判断的地方，可以通过虚函数来实现，因为每个类可以定制这种行为，对于draw而言，可以
class rectangle : public shape {
public:
virtual void draw() {
// draw rectangle;
}
};
class circle : public shape {
public:
virtual void draw() {
// draw circle
}
};
这样当我们需要加新shape的时候，只需要添加一个新的子类，实现draw（或者其他依赖于类型的函数时），就不用到处去修改那些swtich case语句了，也不容易出错了。
敏捷开发一书中，提到的OCP（开放封闭原则），就可以用虚函数来做到。
C++中虚函数的作用：
1、为了方便使用多态特性，我们常常需要在基类中定义虚拟函数。
2、在很多情况下，基类本身生成对象是不合情理的。例如，动物作为一个基类可以派生出老虎、孔雀等子类，但动物本身生成对象明显不合常理。
为了解决上述问题，引入了纯虚函数的概念，将函数定义为纯虚函数（方法：virtual ReturnType Function()= 0;），则编译器要求在派生类中必须予以重写以实现多态性。
同时含有纯虚拟函数的类称为抽象类，它不能生成对象。这样就很好地解决了上述两个问题。
C++中虚函数的用法：
比如你有个游戏，游戏里有个虚基类叫「怪物」，有纯虚函数 「攻击」。然后派生出了三个子类「狼」「蜘蛛」「蟒蛇」，都实现了自己不同的「攻击」函数，比如狼是咬人，蜘蛛是吐丝，蟒蛇把你缠起来。
然后出现好多怪物的时候就可以定义一个 虚基类指针数组，把各种怪物的指针给它，然后迭代循环的时候直接 monster[i]-attack() 攻击玩家就行了，大概见下图：
扩展资料：
使用虚函数的注意事项：
一、包含虚函数的类指针列表会增大。
二、虚析构函数
析构函数的作用是在对象撤销之前做必要的“清理现场”的工作。当派生类的对象从内存中撤销的时候，会先先调用派生类的析构函数然后再调用基类的析构函数。
当我们new一个临时对象时，若基类中包含析构函数，并且定义了一个指向该基类的指针变量。
三、构造函数不能声明为虚函数
构造函数不能声明为虚函数。如果声明为虚函数，编译器会自动报出。
四、不在析构或者构造过程中调用虚函数
在析构函数或者是构造函数中，我们绝对不能调用虚函数。即使，我们在构造函数或者析构函数中调用虚函数，也不会下降至派生类中调用函数。