C++中的构造函数/析构函数,虚函数/纯虚函数_虚函数和构造函数的区别-程序员宅基地

技术标签: C++  

1、构造函数能不能是虚函数: 

1.1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

1.2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

1.3从作用

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。
1.4 总结
    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。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

 

2、析构函数可以为虚函数,甚至是纯虚的
    
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

class A
{
public:
    virtual ~A()=0;   // 纯虚析构函数
};


     当一个类打算被用作其它类的基类时,它的析构函数必须是虚的。考虑下面的例子:
class A
{
public:
    A() { ptra_ = new char[10];}
    ~A() { delete[] ptra_;}        // 非虚析构函数
private:
    char * ptra_;
};
class B: public A
{
public:
    B() { ptrb_ = new char[20];}
    ~B() { delete[] ptrb_;}
private:
    char * ptrb_;
};
void foo()
{
    A * a = new B;
    delete a;
}

在这个例子中,程序也许不会象你想象的那样运行,在执行delete a的时候,实际上只有A::~A()被调用了,而B类的析构函数并没有被调用!这是否有点儿可怕?
      
如果将上面A::~A()改为virtual,就可以保证B::~B()也在delete a的时候被调用了。因此基类的析构函数都必须是virtual的。
      
纯虚的析构函数并没有什么作用,是虚的就够了。通常只有在希望将一个类变成抽象类(不能实例化的类),而这个类又没有合适的函数可以被纯虚化的时候,可以使用纯虚的析构函数来达到目的。

在有动态分配堆上内存的时候,析构函数必须是虚函数,但没有必要是纯虚的。

 

3、关于构造函数

编译器对每个包含虚函数的类创建一个表(称为

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VPTR。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VPTR必须是对于这个类的VTABLE。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,VPTR将保持被初始化为指向这个VTABLE。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VPTR指向它的 VTABLE,等.直到最后的构造函数结束。VPTR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VPTR指向它自己的VTABLE。如果函数调用使用虚机制,它将只产生通过它自己的VTABLE的调用,而不是最后的VTABLE(所有构造函数被调用后才会有最后的VTABLE)。

  

7Things to Remember

       定义一个函数为虚函数,不代表函数为不被实现的函数。定义他为虚函数是为了允许用基类的指针来调用子类的这个函数
       
定义一个函数为纯虚函数,才代表函数没有被实现。定义他是为了实现一个接口,起到一个规范的作用,规范继承这个。类的程序员必须实现这个函数。 
    
有纯虚函数的类是不可能生成类对象的,如果没有纯虚函数则可以。

     
多态一般就是通过指向基类的指针来实现的。 

虚函数和纯虚函数的区别:

虚函数
    1, 虚函数是非静态的、非内联的成员函数
    2, 若类中一个成员函数被说明为虚函数,则该成员函数在派生类中可能有不同的实现。当使用该成员函数操作指针或引用所标识的对象时,对该成员函数调用可采用动态联编
    5, 定义了虚函数后,程序中声明的指向基类的指针就可以指向其派生类。在执行过程中,该函数可以不断改变它所指向的对象,调用不同版本的成员函数,而且这些动作都是在运行时动态实现的。虚函数充分体现了面向对象程序设计的动态多态性

纯虚函数
    1, 当在基类中不能为虚函数给出一个有意义的实现时,可以将其声明为纯虚函数,其实现留待派生类完成。
    2, 纯虚函数的作用是为派生类提供一个一致的接口,它只是个函数的声明而已,它告诉编译器,在这个类中的这个纯虚函数是没有函数定义的,该类不能创建对象(即不能实例化),但可以声明指针,该类的派生类负责给出这个虚函数的重载定义

 

C++纯虚函数
一、定义
 纯虚函数是在基类中声明的虚函数,它在基类中没有定义,但要求任何派生类都要定义自己的实现方法。在基类中实现纯虚函数的方法是在函数原型后加“=0
 virtual void funtion1()=0
二、引入原因
  1、为了方便使用多态特性,我们常常需要在基类中定义虚拟函数。
  2、在很多情况下,基类本身生成对象是不合情理的。例如,动物作为一个基类可以派生出老虎、孔雀等子类,但动物本身生成对象明显不合常理。
  为了解决上述问题,引入了纯虚函数的概念,将函数定义为纯虚函数(方法:virtual ReturnType Function()= 0;),则编译器要求在派生类中必须予以重写以实现多态性。同时含有纯虚拟函数的类称为抽象类,它不能生成对象。这样就很好地解决了上述两个问题。

声明了纯虚函数的类是一个抽象类。所以,用户不能创建类的实例,只能创建它的派生类的实例。
纯虚函数最显著的特征是:它们必须在继承类中重新声明函数(不要后面的=0,否则该派生类也不能实例化),而且它们在抽象类中往往没有定义。
定义纯虚函数的目的在于,使派生类仅仅只是继承函数的接口。
纯虚函数的意义,让所有的类对象(主要是派生类对象)都可以执行纯虚函数的动作,但类无法为纯虚函数提供一个合理的缺省实现。所以类纯虚函数的声明就是在告诉子类的设计者,“你必须提供一个纯虚函数的实现,但我不知道你会怎样实现它”。


抽象类的介绍
抽象类是一种特殊的类,它是为了抽象和设计的目的为建立的,它处于继承层次结构的较上层。
(1)抽象类的定义:  称带有纯虚函数的类为抽象类。
(2)抽象类的作用:
抽象类的主要作用是将有关的操作作为结果接口组织在一个继承层次结构中,由它来为派生类提供一个公共的根,派生类将具体实现在其基类中作为接口的操作。所以派生类实际上刻画了一组子类的操作接口的通用语义,这些语义也传给子类,子类可以具体实现这些语义,也可以再将这些语义传给自己的子类。
(3)使用抽象类时注意:

•   抽象类只能作为基类来使用,其纯虚函数的实现由派生类给出。如果派生类中没有重新定义纯虚函数,而只是继承基类的纯虚函数,则这个派生类仍然还是一个抽象类。如果派生类中给出了基类纯虚函数的实现,则该派生类就不再是抽象类了,它是一个可以建立对象的具体的类。
•   抽象类是不能定义对象的。


实际上我个人认为纯虚函数的引入,是出于两个目的
1、为了安全,因为避免任何需要明确但是因为不小心而导致的未知的结果,提醒子类去做应做的实现。
2、为了效率,不是程序执行的效率,而是为了编码的效率



http://blog.sina.com.cn/s/blog_3c6889fe0100rpsh.html


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