Odpowiedź

Funkcje wirtualne pozwalają na realizację polimorfizmu — możliwość przetwarzania obiektów klas pochodnych przez wskaźniki lub referencje do klasy bazowej. Do zadeklarowania funkcji wirtualnej używa się słowa kluczowego virtual:

class Base {
public:
    virtual void foo() { std::cout << "Base::foo"; }
};

class Derived : public Base {
public:
    void foo() override { std::cout << "Derived::foo"; }
};

Wywołanie foo() przez wskaźnik typu Base* wywołuje implementację w Derived, jeśli wskazuje na obiekt Derived.

Klasa abstrakcyjna — zawiera przynajmniej jedną czysto wirtualną funkcję:

class Interface {
public:
    virtual void process() = 0; // czysto wirtualna funkcja
};

Wirtualne dziedziczenie rozwiązuje problem diamentowego dziedziczenia (diamond problem):

class A { };
class B : virtual public A { };
class C : virtual public A { };
class D : public B, public C { };

Gwarantuje to, że w obiekcie D będzie jedyny egzemplarz klasy bazowej A.

Pytanie podchwytliwe

Jaka jest różnica między wirtualnym destruktorem a zwykłym? Czy należy robić destruktor wirtualnym, jeśli klasa jest przeznaczona do dziedziczenia?

Odpowiedź: Wirtualny destruktor gwarantuje, że przy usuwaniu przez wskaźnik typu bazowego zostanie wywołany destruktor samej klasy pochodnej. Jest to ważne dla poprawnego zwalniania zasobów.

class Base {
public:
    virtual ~Base() {}
};

Jeśli destruktor nie jest wirtualny, to przy delete BasePtr; w obiekcie klasy pochodnej zostanie wywołany tylko destruktor Base, a zasoby odziedziczonych pól nie zostaną zwolnione.

Przykłady rzeczywistych błędów z powodu braku wiedzy na temat szczegółów tematu

---

Historia

W dużym systemie finansowym, gdzie dla różnych narzędzi istniał wspólny interfejs klasy, nie zadeklarowano wirtualnego destruktora. W jednym z dziedziców używano dynamicznego zasobu. Przy usuwaniu obiektu przez wskaźnik na typ bazowy wystąpił wyciek pamięci, który znaleziono dopiero na etapie obciążeń przemysłowych.

---

Historia

Zespół używał wielokrotnego dziedziczenia, nie stosując wirtualnego dziedziczenia. Klasa D dziedziczyła dwa razy A przez klasy pośrednie. Doprowadziło to do duplikacji stanu i błędów przy odwoływaniu się do członków A. Naprawiono to dopiero po audycie za pomocą narzędzi analizy statycznej.

---

Historia

W projekcie rozwoju wtyczek do rejestrowania używano klasy abstrakcyjnej, ale nie zrobiono jej destruktora wirtualnym. Przy usuwaniu wtyczek przez wskaźnik interfejsu występowały nieoczywiste zależności i błędy związane z niewywoływanymi destruktorami potomków. Problem obejmował pulę zasobów i prowadził do wycieków zasobów.