C++中的静态绑定和动态绑定

发表于:2014-4-28 10:05

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 作者:lizhenghn    来源:51Testing软件测试网采编

  如果注释掉类C中的func函数定义,其他不变,即
1 class C : public A
2 {
3 };
4
5 pa->func();      //A::func() 理由同上;
6 pc->func();      //A::func() pc在类C中找不到func的定义,因此到其基类中寻找;
7 pnull->func();   //A::func() 原因也解释过了;
  如果为A中的void func()函数添加virtual特性,其他不变,即
1 class A
2 {
3 public:
4     virtual void func(){ std::cout << "A::func()\n"; }
5 };
6
7 pa->func();      //B::func() 因为有了virtual虚函数特性,pa的动态类型指向B*,因此先在B中查找,找到后直接调用;
8 pc->func();      //C::func() pc的动、静态类型都是C*,因此也是先在C中查找;
9 pnull->func();   //空指针异常,因为是func是virtual函数,因此对func的调用只能等到运行期才能确定,然后才发现pnull是空指针;
  分析:
  在上面的例子中,
  1. 如果基类A中的func不是virtual函数,那么不论pa、pb、pc指向哪个子类对象,对func的调用都是在定义pa、pb、pc时的静态类型决定,早已在编译期确定了。
  同样的空指针也能够直接调用no-virtual函数而不报错(这也说明一定要做空指针检查啊!),因此静态绑定不能实现多态;
  2. 如果func是虚函数,那所有的调用都要等到运行时根据其指向对象的类型才能确定,比起静态绑定自然是要有性能损失的,但是却能实现多态特性;
  本文代码里都是针对指针的情况来分析的,但是对于引用的情况同样适用。
  至此总结一下静态绑定和动态绑定的区别:
  1. 静态绑定发生在编译期,动态绑定发生在运行期;
  2. 对象的动态类型可以更改,但是静态类型无法更改;
  3. 要想实现动态,必须使用动态绑定;
  4. 在继承体系中只有虚函数使用的是动态绑定,其他的全部是静态绑定;
  建议:
  绝对不要重新定义继承而来的非虚(non-virtual)函数(《Effective C++ 第三版》条款36),因为这样导致函数调用由对象声明时的静态类型确定了,而和对象本身脱离了关系,没有多态,也这将给程序留下不可预知的隐患和莫名其妙的BUG;
  另外,在动态绑定也即在virtual函数中,要注意默认参数的使用。当缺省参数和virtual函数一起使用的时候一定要谨慎,不然出了问题怕是很难排查。
  看下面的代码:
1 class E
2 {
3 public:
4     virtual void func(int i = 0)
5     {
6         std::cout << "E::func()\t"<< i <<"\n";
7     }
8 };
9 class F : public E
10 {
11 public:
12     virtual void func(int i = 1)
13     {
14         std::cout << "F::func()\t" << i <<"\n";
15     }
16 };
17
18 void test2()
19 {
20     F* pf = new F();
21     E* pe = pf;
22     pf->func(); //F::func() 1  正常,就该如此;
23     pe->func(); //F::func() 0  哇哦,这是什么情况,调用了子类的函数,却使用了基类中参数的默认值!
24 }
  为什么会有这种情况,请看《Effective C++ 第三版》 条款37。
  这里只给出建议:
  绝对不要重新定义一个继承而来的virtual函数的缺省参数值,因为缺省参数值都是静态绑定(为了执行效率),而virtual函数却是动态绑定。
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