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在面向对象的编程中，虚函数是一个核心概念，它允许子类重写父类的方法，实现多态。虚函数的设计必须为公有（public），这是因为公有属性保证了虚函数能够在继承体系中得到正确的访问和重写，从而确保了面向对象三大特性之一——多态的正确实现。 虚函数的作用在于它提供了一个接口，让子类可以以自己的方式实现这个接口。这种机制使得不同的子类对象在调用同一个方法时，能够表现出不同的行为，这是多态性的体现。如果虚函数不是公有的，那么它将无法被外部访问，子类也就无法重写它，这将导致多态性的丧失。 首先，公有意味着虚函数可以被类的外部访问，这是实现多态的基本前提。一个类的对象被当作其父类型的引用时，只有公有方法才能保证在子类中被正确调用。其次，公有虚函数确保了当子类重写父类方法时，不会破坏封装性。如果虚函数是私有的（private）或保护的（protected），那么子类重写这些方法将会受到限制，无法在类的外部被调用，这样就失去了多态的意义。 此外，公有虚函数还允许通过指针或引用进行动态绑定。在运行时，根据对象的实际类型来调用相应的虚函数版本，这个过程称为动态多态。如果虚函数不是公有的，这种动态绑定将无法实现，因为编译器无法保证在运行时能够正确找到并调用相应的方法。 最后，虚函数的公有属性还简化了继承体系的设计。它使得子类可以直接继承父类的公有接口，而不需要额外的适配或转换。这种设计使得代码更加简洁，易于维护和扩展。 总之，虚函数必须是公有的，因为它确保了多态的正确实现，保证了子类可以自由地重写父类方法，同时也使得继承体系更加清晰和简洁。在面向对象编程中，公有虚函数是实现多态性的关键所在。