为什么构造函数不能使虚函数:
一、构造函数不能为虚函数的理由:
1,从存储空间角度
虚函数对应一个vtable,这大家都知道,可是这个vtable其实是存储在对象的内存空间的。问题出来了,如果构造函数是虚的,就需要通过 vtable来调用,可是对象还没有实例化,也就是内存空间还没有,怎么找vtable呢?所以构造函数不能是虚函数。
2,从使用角度
虚函数主要用于在信息不全的情况下,能使重载的函数得到对应的调用。构造函数本身就是要初始化实例,那使用虚函数也没有实际意义呀。所以构造函数没有必要是虚函数。
虚函数的作用在于通过父类的指针或者引用来调用它的时候能够变成调用子类的那个成员函数。而构造函数是在创建对象时自动调用的,不可能通过父类的指针或者引用去调用,因此也就规定构造函数不能是虚函数。
3、构造函数不需要是虚函数,也不允许是虚函数,因为创建一个对象时我们总是要明确指定对象的类型,尽管我们可能通过实验室的基类的指针或引用去访问它
但析构却不一定,我们往往通过基类的指针来销毁对象。这时候如果析构函数不是虚函数,就不能正确识别对象类型从而不能正确调用析构函数。
4、从实现上看,vbtl在构造函数调用后才建立,因而构造函数不可能成为虚函数
从实际含义上看,在调用构造函数时还不能确定对象的真实类型(因为子类会调父类的构造函数);而且构造函数的作用是提供初始化,在对象生命期只执行一次,不是对象的动态行为,也没有太大的必要成为虚函数
5、当一个构造函数被调用时,它做的首要的事情之一是初始化它的V P T R。因此,它只能知道它是“当前”类的,而完全忽视这个对象后面是否还有继承者。 当编译器为这个构造函数产生代码时,它是为这个类的构造函数产生代码- -既不是为基类,也不是为它的派生类(因为类不知道谁继承它)。
所以它使用的V P T R必须是对于这个类的V TA B L E。而且,只要它是最后的构造函数调用,那么在这个对象的生命期内, V P T R将 保持被初始化为指向这个V TA B L E, 但如果接着还有一个更晚派生的构造函数被调用,这个构造函数又将设置V P T R指向它的 V TA B L E,等.直到最后的构造函数结束。V P T R的状态是由被最后调用的构造函数确定的。这就是为什么构造函数调用是从基类到更加派生 类顺序的另一个理由。
但是,当这一系列构造函数调用正发生时,每个构造函数都已经设置V P T R指向它自己的 V TA B L E。如果函数调用使用虚机制,它将只产生通过它自己的V TA B L E的调用,而不是最后的V TA B L E(所有构造函数被 调用后才会有最后的V TA B L E)。
虚函数表的原理:
C++学习笔记(五)--虚函数表解析
C++中的虚函数的作用主要是实现了多态的机制。关于多态,简而言之就是用父类型别的指针指向其子类的实例,然后通过父类的指针调用实际子类的成员函数。这种技术可以让父类的指针有“多种形态”,这是一种泛型技术。所谓泛型技术,说白了就是试图使用不变的代码来实现可变的算法。比如:模板技术,RTTI技术,虚函数技术,要么是试图做到在编译时决议,要么试图做到运行时决议。
关于虚函数的使用方法,我在这里不做过多的阐述。大家可以看看相关的C++的书籍。在这篇文章中,我只想从虚函数的实现机制上面为大家一个清晰的剖析。
当然,相同的文章在网上也出现过一些了,但我总感觉这些文章不是很容易阅读,大段大段的代码,没有图片,没有详细的说明,没有比较,没有举一反三。不利于学习和阅读,所以这是我想写下这篇文章的原因。也希望大家多给我提意见。
言归正传,让我们一起进入虚函数的世界。
虚函数表
对C++了解的人都应该知道虚函数(Virtual Function)是通过一张虚函数表(Virtual Table)来实现的。简称为V-Table。在这个表中,主是要一个类的虚函数的地址表,这张表解决了继承、覆盖的问题,保证其容真实反应实际的函数。这样,在有虚函数的类的实例中这个表被分配在了这个实例的内存中,所以,当我们用父类的指针来操作一个子类的时候,这张虚函数表就显得由为重要了,它就像一个地图一样,指明了实际所应该调用的函数。
这里我们着重看一下这张虚函数表。C++的编译器应该是保证虚函数表的指针存在于对象实例中最前面的位置(这是为了保证取到虚函数表的有最高的性能——如果有多层继承或是多重继承的情况下)。这意味着我们通过对象实例的地址得到这张虚函数表,然后就可以遍历其中函数指针,并调用相应的函数。
听我扯了那么多,我可以感觉出来你现在可能比以前更加晕头转向了。没关系,下面就是实际的例子,相信聪明的你一看就明白了。
假设我们有这样的一个类:
classBase {
public:
virtualvoidf(){ cout