C++虚函数使用与多态实现详解

虚函数必须在基类中用virtual显式声明，否则子类同名函数仅为隐藏而非覆盖；多态仅通过基类指针或引用调用实现，直接对象调用走静态绑定；析构函数须为virtual以防资源泄漏；override和final可防止重写错误。

虚函数必须用 virtual 声明，且只在基类中声明一次

不加 virtual 的成员函数调用走静态绑定，哪怕子类写了同名函数也构不成多态。编译器只看指针/引用的静态类型，不是实际对象类型。

常见错误：在派生类重写时又写一遍 virtual —— 不报错但多余；更危险的是漏写基类的 virtual，结果调用永远进不了子类函数。

• 基类中必须用 virtual 显式标记，否则子类函数只是隐藏（hiding），不是覆盖（overriding）
• 派生类重写时加不加 virtual 都可以，C++11 起推荐加上或用 override 显式标注
• 纯虚函数写成 virtual void func() = 0;，含纯虚函数的类不能实例化

通过基类指针或引用调用才触发动态绑定

直接用对象变量调用，哪怕类型是基类，也走静态绑定。多态只发生在“间接访问”场景下：指针、引用、智能指针指向派生类对象。

典型误用：Base b = Derived(); b.func(); —— 这里发生了对象切片（slicing），b 是纯基类对象，func() 不会进子类实现。

• 正确姿势：Base* p = new Derived(); p->func(); 或 Base& r = derived_obj; r.func();
• 用 std::unique_ptr 也能正常多态，前提是构造时指向 Derived 实例
• 返回局部对象的引用或指针会导致未定义行为，和虚函数无关，但常一起出问题

析构函数必须是虚函数，否则 delete 基类指针会漏掉子类资源

如果基类析构函数不是 virtual，用 Base* p = new Derived; 然后 delete p;，只会调用 Base::~Base()，Derived 的析构逻辑完全不执行 —— 内存泄漏、文件句柄没关、线程没 join，全在这儿埋雷。

• 只要类设计为被继承，且可能通过基类指针删除，~Base() 就必须是 virtual
• 纯虚析构函数合法：virtual ~Base() = 0;，但必须提供定义（哪怕空实现）
• 现代 C++ 推荐用 default： virtual ~Base() = default;，清晰且无开销

override 和 final 关键字能提前暴露绑定错误

不加 override 时，拼错函数名、参数类型不匹配、const 修饰不一致，编译器可能默默当成新函数而非重写 —— 多态失效，还查不出原因。

final 用来禁止进一步派生或重写，适合明确封死扩展点的接口。

• 在派生类函数后加 override，编译器会检查是否真能覆盖基类虚函数，错配立即报错
• void func() override final; 表示这是最终版，子类不能再改它
• 注意：只有虚函数才能用 override；非虚函数加了会编译失败

虚函数表（vtable）机制本身对用户透明，但理解它为什么要求“指针/引用 + virtual + 正确析构”这三点，比背定义重要得多。真正容易翻车的，从来不是语法写不对，而是忘了对象生命周期和绑定时机这两件事。