参考虚拟构造函数的虚拟函数机制

Virtual function mechanism with reference to virtual constructor

本文关键字：虚拟 机制 函数 构造函数 参考      更新时间：2023-10-16

这是在一次采访中问我的问题。

如果Vtable是在编译时创建的，而vptr是在运行时分配给对象的，那么如果我们的类中有虚拟构造函数，为什么编译器会在编译时出错呢？

我解释了整个机制。但他更感兴趣的是"为什么编译时错误而不是运行时错误"

我告诉他，C++准则是这样写的，所以编译器在编译时会发送错误。

你能给我提供相同的原因吗

简单答案的小问题-因为C++中没有虚拟构造函数。

在ISO标准中，ISO/IEC 14882:2003和ISO/IEC 14882:2011，12.1施工人员，第4点：

构造函数不能是虚拟的（10.3）或静态的（9.4）。构造函数可以为const、volatile或const volatile对象调用。构造函数不应声明为const、volatile或const volatile（9.3.2）。const和volatile语义（7.1.5.1）不应用于正在构建的对象。只有当派生最多的对象（1.8）的构造函数结束时，这种语义才会生效。

这可以在编译时捕捉到。

为什么编译时错误而不是运行时错误

当运行时出现异常情况时，会发生运行时错误。而当编译器检测到C++标准不允许特定构造作为有效的C++构造时，就会发生编译时错误
C++标准不允许将构造函数标记为virtual。因此，编译器检测到它违反了语言语法规则并标记错误。

至于为什么C++中不允许使用虚拟构造函数
Bjarne在他的问题页面上回答问题为：

虚拟调用是一种在给定部分信息的情况下完成工作的机制。特别是，"虚拟"允许我们只知道任何接口而不知道对象的确切类型来调用函数。要创建对象，您需要完整的信息。特别是，你需要知道你想要创建的东西的确切类型。因此，"对构造函数的调用"不能是虚拟的。

语言的规则不允许这样做，因为拥有虚拟构造函数是没有意义的。如何调用此构造函数？C++中构造某个基类的不同派生实例的一种常见方法是工厂方法：

#include <memory>
// the parameters determine the derived type to be instantiated.
std::unique_ptr<IFoo> fooFactory(some parameters);

注意智能指针的选择应由所有权策略决定。此示例使用唯一所有权。

在C++中，"虚拟"意味着在运行时所做的工作将取决于对象的有效类，而不仅仅取决于变量的类型。

"虚拟"构造函数实际上是没有意义的，因为你还没有对象（你想构建一个对象），所以你没有可以依赖的类来做出决定。

有时，对于"虚拟构造函数"，C++中的意图是一种模式，在这种模式中，您可以在不知道确切类的情况下构建对象。。。例如：

class Document {
    public:
        static Document *create(...);
    private:
        Document(...);
};
...
// Just use Document::create instead of new Document
std::unique_ptr<Document> p = Document::create(...);

在这种情况下，类的用户不能调用构造函数（它是私有的），但他们只能调用一个公共的静态方法，该方法将返回一个指向实例的指针。构造本身将由该函数处理，返回的对象不一定是Document实例，而是从Document派生的某个类的实例，该类是您不知道的，并且没有公开的。例如，这允许在运行时根据环境或对create的调用中指定的参数来决定确切的类。

这被称为"虚拟构造函数"，因为被调用的构造函数将在运行时决定。然而，它与C++中的虚拟方法调用不同，因为C++中的虚调度只取决于实例的类（但正如前面所说，这对构造函数来说没有意义，因为对象还不存在，所以你不能根据它的真实类来决定）。

相关文章：