虚与实:C++中的虚函数,纯虚,实例

本文探讨了C++中的虚函数机制,包括虚函数表(vtable)的概念和运行时多态性。同时指出,由于构造函数在对象构造期间vtable未设置,故不应为虚函数;相反,析构函数应为虚函数以确保资源的正确释放。另外,`inline`、`static`和`constructor`不能与`virtual`结合。纯虚函数使得类成为抽象类,必须由派生类提供具体实现。最后,虚拟继承解决了菱形继承的问题,确保顶级基类在派生类中只有一份实例。

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虚函数

基类希望派生类定义适合自己的版本,就把这些函数声明成虚函数

虚函数的工作原理:

每个包含虚函数的类有一个虚函数表(vtable),它是指向虚函数实现的指针数组。对象有一个指向其类的vtable的指针,通常在其内存布局开始处(以便快速访问)。通过基类指针调用虚函数时,首先找到对象的vtable指针,然后在vtable中查找函数指针来调用。这种运行时解析被称为动态绑定或运行时多态。

虚函数的调用在程序运行时进行解析。这也被称为动态绑定或运行时多态性。在编译时,编译器不知道应该调用哪个类的虚函数实现,具体的实现取决于程序运行时指向的对象类型。

工作原理导致下面两个现象

构造函数不能是虚函数,而析构函数应是虚函数

  • 在对象构造时,vtable尚未完全设置,所以不能保证正确的多态行为。
  • 析构函数应该是虚函数,以确保正确删除派生类对象并释放其资源。

构造函数:

# 错例
class A {
public:
    A() {
        call();
    }

    virtual void call() {
    }
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