C++虚函数与多态实例解析
都说virtual关键字是用来实现多态和动态绑定，但是咋一听感觉挺抽象的，下面结合个实例来看看。
父类：
#include <iostream>
using namespace std;
class Dad
{
public:
Dad(){}
void sayName()
{
cout<<"I am Dad."<<endl;
}
};
子类：
#include "Dad.cpp"
class Son :public Dad
{
public:
Son(){}
void sayName()
{
cout<<"I am Son"<<endl;
}
};
void print(Dad *obj)
{
obj->sayName();
}
int main()
{
Dad *obj1 = new Son();
obj1->sayName();
Son *obj2 = new Son();
cout<<"*******"<<endl;
print(obj2);
return 0;
}
运行结果：
I am Dad.
*******
I am Dad.
--------------------------------
Process exited after 0.05475 seconds with return value 0
请按任意键继续. . .
会发现：我们本身new出来的是Son，但是因为在调用sayName方法前都对该new出来的对象进行了转型：从Son转型为Dad，经过了这样的转型之后，如果没有sayName不是虚函数的话，那么编译器只认识Dad类的sayName函数，Son的sayName函数不可见；这里是静态绑定（编译时绑定）/静态连编，编译器根据对象引用的类型（这里是Dad）将sayName的调用绑定到Dad的sayName函数。
所以要是想再print函数中调用Son的sayName函数，要么重载（overload）print函数，添加
void print(Son *obj){}
版本，那这里就有两个版本，是不是很麻烦。
所以第二种方法就是使用虚函数（virtual）激活多态属性。如下，将Dad类的sayName函数声明为虚函数：
#include <iostream>
using namespace std;
class Dad
{
public:
Dad(){}
virtual void sayName()
{
cout<<"I am Dad."<<endl;
}
};
其他代码不用修改，再次运行工程，输出结果为：
I am Son
*******
I am Son
--------------------------------
Process exited after 0.05818 seconds with return value 0
请按任意键继续. . .
可以发现，这里成功调用了Son的sayName函数。刚才说到，若不使用虚函数的话，编译器会在编译时就将函数调用和某个类的成员函数绑定，而它是根据引用类型/指针的类型来确定如何绑定的。若使用虚函数，那么对于sayName这个函数的调用，程序将根据引用或指针指向的对象的类型来选择方法，并且编译器会跳过它的绑定，让程序运行时才去绑定函数调用的实际函数空间，这就是动态绑定（动态联编）或者说运行时绑定，编译时不会进行绑定，而当程序运行的时候，调用到sayName函数时，系统会根据实际的内存空间（运行时才new出来的堆空间）的类型（也就是说实际new出来的是哪个类）寻找函数所在的位置（这里找到的是Son的sayName版本），而不仅仅是对象引用的类型，因为对象引用的类型可以随便进行强制类型转换，但是new出来的空间却是代码写定了就唯一确定的。
所以C++经常在基类中将派生类会重新定义的方法声明为虚方法。另外，基类也常常声明虚析构函数，这样做是为了确保释放派生对象时，按正确的顺序调用析构函数。后面会有一篇介绍虚析构函数。
既然动态联编有这样的好处，那么C++为什么不默认使用动态联编呢？
《C++ primer plus》一书如下解释：原因有两个——效率和概念模型。首先概率方面，为使程序能够在运行阶段进行决策，必须采取一些方法来跟踪基类指针或引用指向的对象类型，这就增加了额外的开销（即虚函数表的开销）。例如，如果类不会用作基类，则不需要动态联编。同样，如果派生类不重新定义基类的任何方法，也不需要使用动态联编。在这些情况下，使用静态联编更合理，效率也更高。由于静态联编的效率更高，因此被设置为C++的默认选择。C++之父说：C++的指导原则之一是，不要为不使用的特性付出代价（内存或者处理时间）。仅当程序设计确实需要虚函数时，才使用它们。
所以回到C++ or Java之争的那句老话，C++提供给程序员所有的可能性，包括高效的实现和低效但编程简便的实现，将选择权交给程序员，而Java则认为鱼与熊掌不可兼得的话我选择对于程序员编程更方便的一种，也就是从Java的语言设计上，就限定了很多东西，程序员按照这个规范来编程的话会达到更多的便利，虽然很多情况下会导致程序运行效率不如它老爸C++。
虚函数的工作原理
摘自《C++ primer plus中文版》：
通常，编译器处理虚函数的方法是：给每个对象添加一个隐藏成员。隐藏成员中保存了一个指向函数地址数组的指针。这种数组成为虚函数表（virtual function table, vtbl）。虚函数表中存储了为类对象进行声明的虚函数的地址。例如，基类对象包含一个指针，该指针指向基类中所有虚函数的地址表。派生类对象将包含一个指向独立地址表的指针。如果派生类提供了虚函数的新定义，该虚函数表将保存新函数的地址；如果派生类没有重新定义虚函数，该vtbl将保存函数原始版本的地址。如果派生类定义了新的虚函数，则该函数的地址也将被添加到vtbl中。注意，无论类中包含的虚函数是1个还是10个，都只需要在对象中添加1个地址成员，只是表的大小不同而已。
调用虚函数时，程序将查看存储在对象中的vtbl地址，然后转向相应的函数地址表。如果使用类声明中定义的第一个虚函数，则程序将使用数组中的第一个函数地址，并执行具有该地址的函数。如果使用类声明中的第三个虚函数，程序将使用地址为数组中第三个元素的函数。
简而言之，使用虚函数时，在内存和执行速度方面有一定的成本，包括：
1. 每个对象都将增大，增大量为存储地址的空间。
2. 对每个类，编译器都创建一个虚函数地址表（数组）。
3.每个函数调用都需要执行一步额外的操作，即到表中查找地址。
虽然非虚函数的效率比虚函数稍高，但不具备动态联编功能。
对于虚方法，还要注意以下事项（笔面试可能会碰到）:
1. 构造函数：构造函数不能是虚函数，派生类不继承基类的构造函数，所以将类构造函数声明为虚拟的没有什么意义。
2. 析构函数：析构函数应当是虚函数，除非类不用做基类。 通常应给基类提供一个虚拟析构函数，即便它并不需要析构函数。
3. 友元：友元不能是虚函数，因为友元不是类成员，而只有成员才能使虚函数。
另外，在C++中还有虚继承和虚拟基类这种东西，网上例如百度百科就有浅显易懂的解释，这里只用一张图解释就足以说明很多东西：
第一张图就是所谓的“菱形继承”。