C++とJavaのデフォルトの仮想関数の動作の違い

はじめに

オブジェクト指向プログラミングにおいて、仮想関数（virtual function）はポリモーフィズムを実現するための重要な仕組みです。基底クラスのポインタや参照を通じてメソッドを呼び出す際、実際にどのクラスのメソッドが実行されるかは、そのメソッドが仮想かどうかによって決まります。

C++とJavaでは、この「仮想」に関するデフォルトの挙動が正反対です。本記事では、両言語の違いをサンプルコードとともにわかりやすく解説します。

C++：デフォルトでは非仮想（non-virtual）

C++では、メンバ関数はデフォルトで非仮想です。動的ディスパッチを行いたい場合は、virtualキーワードを明示的に付ける必要があります。

virtualを付けない場合、基底クラスの参照やポインタ経由で呼び出すと、オブジェクトの実際の型に関係なく、常に基底クラスの関数が実行されます（静的ディスパッチ）。

サンプルコード

#include <iostream>
using namespace std;

class B {
public:
    void s() {  // デフォルトでは非仮想。「virtual」を付けると「In Derived」と出力される
        cout << "In Base \n";
    }
};

class D : public B {
public:
    void s() {
        cout << "In Derived \n";
    }
};

int main(void) {
    D d;       // クラスDのオブジェクト
    B &b = d;  // 基底クラスBの参照
    b.s();
    return 0;
}

実行結果

In Base

s()は非仮想関数のため、コンパイル時に参照の型（B）に基づいて呼び出しが決定され、基底クラスの関数が実行されます。派生クラスの関数を実行したい場合は、基底クラスの宣言にvirtualを追加します。

Java：デフォルトで仮想（virtual）

一方Javaでは、インスタンスメソッドはデフォルトで仮想です。特別なキーワードを付けなくても、実行時にオブジェクトの実際の型に基づいてメソッドが選択されます（動的ディスパッチ）。

非仮想にしたい場合は、finalキーワードを使ってオーバーライドを禁止します。

サンプルコード

class B {
    public void s() {
        System.out.println("In Base"); // デフォルトで仮想
    }
}

class D extends B {
    public void s() {
        System.out.println("In Derived");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        B b = new D(); // 実際のオブジェクトはD
        b.s();
    }
}

実行結果

In Derived

変数の型はBですが、実際のオブジェクトがDであるため、オーバーライドされた派生クラスのs()が呼び出されます。これがJavaにおける動的ディスパッチの基本的な動作です。

まとめ：両言語の比較

C++はパフォーマンスを重視し、必要な場合のみ仮想関数のコスト（vtable参照などのオーバーヘッド）を払う設計になっています。一方Javaは、オブジェクト指向の多態性を自然に活かせるよう、メソッドをデフォルトで仮想としています。それぞれの言語でポリモーフィズムを扱う際には、この根本的な違いを理解しておくことが重要です。