虚拟函数的奇怪行为

Strange behavior with virtual functions

本文关键字：函数 虚拟      更新时间：2023-10-16

使用以下代码，我希望输出是B.f B.f DD.f，但我得到的输出是B.f B.f B.f。这怎么可能，当DD从f虚拟的D派生时。

class B
{
public:
    void f() { cout << "B.f "; }
};
class D : public B
{
public:
    virtual void f() { cout << "D.f "; }
};
class DD : public D{
public:
    virtual void f() { cout << "DD.f "; }
};
B * b = new B();
B * d = new D();
B * dd = new DD();
b->f();
d->f();
dd->f();

函数从声明virtual的级别变得virtual。您首先在 D 中声明f virtual，这意味着动态调度只会从D向上发生。 B不知道，也不应该知道派生类。

想想编译器是如何看待它的：

您有一个指向B - B具有以下定义的指针：

class B
{
public:
    void f() { cout << "B.f "; }
};

由于f不是virtual，我将继续静态解决调用 - 即 B::f() .

为了使动态调度从指针到B工作，您需要在B中使f()虚拟：

class B
{
public:
    virtual void f() { cout << "B.f "; }
};
你需要

将B::f()设置为virtual，如果没有将B::f()设置为virtual，它不会出现在B虚拟表（vtbl）中，因此B::f()被调用而不是调度对派生类的调用。

class B
{
public:
   virtual void f() { cout << "B.f "; }
};

一旦你在 B 中声明 f（） virtual，它就会开始维护一个虚拟表，该表保存派生类同名的所有其他函数的函数指针。这是一个查找表，用于以动态/后期绑定方式解析函数调用。

当您使用引用或指针调用方法时，编译器会在方法的声明处搜索指针或引用的类型（此处它搜索B带有签名f()的某个方法的声明）。当它找到一个：

  • 如果它没有标记为 virtual ，那么它会将其解析为对为此类定义的方法的调用 - 这是一个静态绑定。
  • 如果它被标记为 virtual ，则调用的方法将是引用或指向的对象中的适当方法 - 这是一个动态绑定。

下一个测试将是：

DD * dd = new DD();
D * d = dd;
B * b = d;
b->f();
d->f();
dd->f();

一个new DD()使用/查看不同的对象...每种类型都可以被认为是您对对象的一种视图。如果你把它看作是一个B那么f()做某事，但总是同样的事情，但如果你把它看作是D或DD，f()做了一些不同的事情......

如果你在街上遇到某人，他向你致敬的标准方式是打招呼，但对于同一个人，当他遇到他的朋友时，他可以打招呼！或者哟！

class Person {
public:
  void salute() { cout << "Hello" << endl; }
};
class Friend : public Person {
public:
  virtual void salute() { cout << "Hi!" << endl; }
};
class RoomMate : public Friend {
public:
  virtual void salute() { cout << "Yo!" << endl; }
};
void asACustomer(Person &p) {
   p.salute(); // static binding, we need the standard politeness
}
void asAFriend(Friend &f) {
    p.salute(); // dynamic binding, we want an appropriate message...
}
RoomMate joe;
asCustomer(joe);
asFriend(joe);
使用静态绑定，

您在编译时知道调用了哪个方法;使用动态绑定则不能，您只知道会有一个合适的方法。这是子类型多态性的关键点。

通常，在混合使用方法的静态和动态绑定时要小心。

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