分析C++方式构造函数调用虚函数的问题

最近在看JAVA,因为JAVA是运行期绑定,所以里面提到了一个有趣的问题,就是在构造函数里面运行虚函数的问题。

 

构造函数里可以运行虚函数吗？我们先不讨论实际项目中是否有这个必要（至少我还没碰到过，也许即便碰到了也有其他的解决办法。），单就构造函数里调用虚拟函数的情况来做些分析。

 

在JAVA中，如果在构造函数中调用虚拟函数的话，是可以编译通过的，也不会出现运行期错误，但他的运行结果也许不是你想要的。在JAVA当中，由于是运行期绑定，而构造函数执行的虚拟函数将是衍生类中的函数（假如衍生类对该虚拟函数进行了覆盖的话），但这里我们会有疑问了，构造函数是从父类开始构建的，也就是此时衍生类还未构造出来，所以如果此时执行衍生类的函数无疑是不安全的。所以JAVA中的做法不能说没有问题的。

 

那么在VC++当中情形会一样吗？我很好奇，所以做了测试。

 

首先，我们使用如下代码测试：

#include "stdafx.h" class VirClassA { public: VirClassA(){ printf("VirClassA Construct Before/r/n"); FunA(); printf("VirClassA Construct After/r/n"); } virtual void FunA(){ printf("VirClassA FunA/r/n"); } }; class VirClassB : public VirClassA { public: VirClassB(){ printf("VirClassB Construct Before/r/n"); FunA(); printf("VirClassB Construct After/r/n"); } virtual void FunA(){ printf("VirClassB FunA/r/n"); } }; int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) { VirClassB a; VirClassB *pB = &a; VirClassA *pA = pB; printf("pB->FunA() Before/r/n"); pB->FunA(); printf("pA->FunA() Before/r/n"); pA->FunA(); getchar(); return 0; }

 

以上代码运行结果如下：

 

从中我们可以看到，在VC++的实现方法和JAVA是不同的，在构造对象a时，虽然该对象是VirClassB类型,但在父类VirClassA构造函数中虽然调用的是虚拟函数，而且该虚拟函数被VirClassB覆盖了，但实际调用的还是VirClassA中的FunA，这个从道理上也说得过去，因为虽然最终要构造的对象是属于VirClassB的，但在此时此刻，它还属于VirClassA，所以调用的是VirClassA的FunA也合情合理。这当然比JAVA的做法更科学一些，至少不会出现JAVA中的莫名其妙的错误了。

 

当构建全部完成后,虚函数的执行恢复了正常,这从后面两个执行结果都是VirClassB FunA,可以看出来.

 

其实看源代码可以发现,其实虚函数表的指针赋值是发生在构造函数当中,且在构造函数执行之前,所以就不难解释上面的结果了。

 

但我还不想就此打住，因为我们不要忽视了另一个情况，就是纯虚函数。请看下面的代码：

#include "stdafx.h" class VirClassA { public: VirClassA(){ printf("VirClassA Construct Before/r/n"); FunA(); printf("VirClassA Construct After/r/n"); } virtual void FunA()=0; }; class VirClassB : public VirClassA { public: VirClassB(){ printf("VirClassB Construct Before/r/n"); FunA(); printf("VirClassB Construct After/r/n"); } virtual void FunA(){ printf("VirClassB FunA/r/n"); } }; int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) { VirClassB a; VirClassB *pB = &a; VirClassA *pA = pB; printf("pB->FunA() Before/r/n"); pB->FunA(); printf("pA->FunA() Before/r/n"); pA->FunA(); getchar(); return 0; }

 

我们将VirClassA的代码FunA修改为纯虚函数，并在VirClassA构造函数中调用，这在程序编写按理也是可以的吧？因为纯虚函数本来就是供衍生类覆盖的，在父类中调用也说得过去的。那么我们开始编译运行看看。

 

哦？~！出现了编译错误。

无法解析的外部符号 "public: virtual void __thiscall VirClassA::FunA(void)" (?FunA@VirClassA@@UAEXXZ) ，该符号在函数 "public: __thiscall VirClassA::VirClassA(void)" (??0VirClassA@@QAE@XZ) 中被引用

 

哇！不禁要惊叹编译器的聪明！因为构造函数中调用的将是VirClassA中的FunA，这在前面已经说过。你既然没定义，那么理应给一个编译错误，到这里VC++编译器还是值得我们信赖的。

 

那么再来一个测试例子。

#include "stdafx.h" class VirClassA { public: VirClassA(){ printf("VirClassA Construct Before/r/n"); FunA(); printf("VirClassA Construct After/r/n"); } virtual void FunA(){ printf("VirClassA FunA/r/n"); FunB(); } virtual void FunB() = 0; }; class VirClassB : public VirClassA { public: VirClassB(){ printf("VirClassB Construct Before/r/n"); FunA(); printf("VirClassB Construct After/r/n"); } virtual void FunA(){ printf("VirClassB FunA/r/n"); } virtual void FunB(){ printf("VirClassB FunB/r/n"); } }; int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) { VirClassB a; VirClassB *pB = &a; VirClassA *pA = pB; printf("pB->FunA() Before/r/n"); pB->FunA(); printf("pA->FunA() Before/r/n"); pA->FunA(); getchar(); return 0; }

 

大家可以测试下这个例子，看看出现了什么情况？没错，程序将当掉。

出现了运行期错误：

 

可以看到在FunA中调用一个纯虚函数FunB()时当掉了。将出现一个纯虚函数调用运行时错误。

 

所以编译器是没法识别绕了弯的构造函数里做纯虚函数调用。不过好在还有一个运行时错误，还是比JAVA高明一些。因为我们知道JAVA那种方式将出现一些很难识别的错误。

 

所以通过以上分析,大家最好还是不要在构造函数里调用虚函数，而且程序大师都是建议构造函数做尽可能简单的事情。相对于JAVA来说,VC++的做法应该是更安全的。