C++构造函数中虚函数调用规则

问题描述

我们有以下C++代码：

#include <iostream>

class B {
   
public:
    B() {
   
        test();
    }

    virtual void test() {
   
        std::cout << "B\n" << std::endl;
    }
private:
};

class D : public B {
   
public:
    D() = default;
    virtual void test() override {
   
        std::cout << "D\n" << std::endl;
    }
private:
};

int main() {
   
    D d;
    return 0;
}

运行这段代码时，输出的是 B 而不是 D。这是为什么？

初步观察

首先，我们有一个基类 B 和一个派生类 D。B 的构造函数中调用了虚函数 test()，而 D 重写了这个虚函数。当我们创建一个 D 的对象时，B 的构造函数会被调用，然后在 B 的构造函数中调用了 test()。然而，输出的是 B 的 test() 实现，而不是 D 的。

理解对象构造过程

在C++中，对象的构造是从基类到派生类的顺序进行的。具体到这段代码：

1. 当创建 D 的对象 d 时，首先调用 B 的构造函数。
2. 在 B 的构造函数中，调用了 test()。
3. 之后，D 的构造函数被调用（这里 D 的构造函数是默认的，没有额外操作）。

虚函数在构造函数中的行为

关键在于：在构造函数中调用虚函数时，虚函数的动态绑定（多态）行为不会发生。也就是说，在 B 的构造函数中调用 test() 时，它调用的是 B 的 test()，而不是 D 的 test()。

这是因为：

• 当 B 的构造函数正在执行时，D 的部分还没有被构造。此时对象的 D 部分还不完整，因此不能安全地调用 D 的重写函数。
• C++ 的设计决定了在基类的构造函数中，虚函数调用被解析为当前类（即基类）的实现，而不是派生类的实现。这是为了避免在对象未完全构造时调用未初始化的