15.4　虚函数

对于特定的函数，为了引起晚捆绑，C++要求在基类中声明这个函数时使用virtual关键字。晚捆绑只对virtual函数起作用，而且只在使用含有virtual函数的基类的地址时发生，尽管它们也可以在更早的基类中定义。

为了创建一个像virtual这样的成员函数，可以简单地在这个函数声明的前面加上关键字virtual。仅仅在声明的时候需要使用关键字virtual，定义时并不需要。如果一个函数在基类中被声明为virtual，那么在所有的派生类中它都是virtual的。在派生类中virtual函数的重定义通常称为重写（overriding）。

注意，仅需要在基类中声明一个函数为virtual。调用所有匹配基类声明行为的派生类函数都将使用虚机制。虽然可以在派生类声明前使用关键字virtual（这也是无害的），但这样会使程序段显得冗余和混乱。

为了从Instrument2.cpp中得到所希望的结果，只需简单地在基类中的play（）之前增加virtual关键字：

这个文件除了增加了virtual关键字之外，一切与Instrument2.cpp相同，但结果明显不一样。现在输出调用的是Wind：play。

15.4.1　扩展性

通过将play（）在基类中定义为virtual，不用改变tune（）函数就可以在系统中随意增加新函数。在一个设计风格良好的OOP程序中，大多数甚至所有的函数都沿用tune（）模型，只与基类接口通信。这样的程序是可扩展的（extensible），因为可以通过从公共基类继承新数据类型而增加新功能。操作基类接口的函数完全不需要改变就可以适合于这些新类。

这里有一个instrument例子，它有更多的虚函数和一些新类，它们都能与老的版本一起正确工作，而不用改变tune（）函数：

可以看到，这个例子已在Wind之下增加了另外的继承层，但不管这里有多少层，virtual机制仍会正确工作。针对Brass和Woodwind, adjust（）函数没有重写（重新定义）。当出现这种情况时，将会自动地调用继承层次中“最近”的定义—编译器保证对于虚函数总是有某种定义，所以决不会出现最终调用不与函数体捆绑的情况（这种情况将导致灾难）。

数组A[]存放指向基类Instrument的指针，所以在数组初始化过程中发生向上类型转换。这个数组和函数f（）将在稍后的讨论中用到。

在对tune（）的调用中，向上类型转换在对象的每一个不同的类型上完成。总能得到期望的结果。这可以被描述为“发送一条消息给一个对象，让这个对象考虑用它来做什么”。virtual函数使我们在分析项目时可以初步确定：基类应当出现在哪里？应当如何扩展这个程序？在程序最初创建时，即便我们没有发现合适的基类接口和虚函数，但在稍后或者更晚，当决定扩展或维护这个程序时，也常常会发现它们。这不是分析或设计错误，它只意味着一开始我们还没有所有的信息。由于C++中严格的模块化，因此这并不是大问题。因为当我们对系统的一部分进行修改时，往往不会像C那样波及系统的其他部分。