在 C++ 中，虚函数（Virtual Function） 是一种实现 运行时多态（Runtime Polymorphism） 的关键机制，它允许通过基类指针或引用调用派生类的重写函数。

核心概念：

1. 声明方式
   在基类中使用 virtual 关键字声明函数：

   class Base {
   public:
      virtual void func() { // 虚函数
          std::cout << "Base function\n";
      }
   };

2. 重写（Override）
   派生类可重写虚函数（无需重复 virtual，但建议使用 override 关键字明确意图）：

   class Derived : public Base {
   public:
      void func() override { // 重写基类虚函数
          std::cout << "Derived function\n";
      }
   };

3. 动态绑定
   通过基类指针/引用调用虚函数时，实际执行对象的真实类型的函数：

   Base* obj = new Derived();
   obj->func(); // 输出 "Derived function"（而非基类版本）

关键特性：

• 虚函数表（vtable）
  编译器为每个含虚函数的类生成一个隐藏的虚函数表，存储函数指针。对象内部包含指向 vtable 的指针（vptr）。
• 运行时决议
  调用虚函数时，通过 vptr 查找 vtable 并跳转到正确的函数地址（动态绑定）。
• 析构函数应为虚函数
  若可能通过基类指针删除派生类对象，必须将基类析构函数声明为虚函数，否则会导致资源泄漏：

  class Base {
  public:
    virtual ~Base() {} // 虚析构函数
  };

纯虚函数与抽象类

• 纯虚函数：强制派生类实现特定接口

  class AbstractBase {
  public:
    virtual void pureFunc() = 0; // 纯虚函数
  };

• 抽象类：包含纯虚函数的类，不能直接实例化。

示例代码

#include <iostream>

// 基类
class Animal {
public:
    virtual void speak() { // 虚函数
        std::cout << "Animal sound\n";
    }
    virtual ~Animal() = default; // 虚析构函数
};

// 派生类
class Dog : public Animal {
public:
    void speak() override { // 重写虚函数
        std::cout << "Woof!\n";
    }
};

int main() {
    Animal* animal = new Dog();
    animal->speak();  // 输出 "Woof!"（动态多态）
    delete animal;    // 正确调用 Dog 的析构函数（因虚析构）
    return 0;
}

重要规则

1. 虚函数必须是成员函数，不能是全局函数。
2. 构造函数不能是虚函数，析构函数可以是（且常应为）虚函数。
3. override 关键字（C++11起）显式标记重写，增强代码可读性并避免错误。
4. 虚函数通过指针/引用调用时才触发多态，直接通过对象调用不生效。

虚函数是 C++ 面向对象设计的核心机制之一，用于实现 "同一接口，不同行为" 的多态特性，极大提升了代码的灵活性和可扩展性。