C++:構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)能否為虛函數(shù)
C++:構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)能否為虛函數(shù)?
簡單回答是:構(gòu)造函數(shù)不能為虛函數(shù),而析構(gòu)函數(shù)可以且常常是虛函數(shù)。
(1) 構(gòu)造函數(shù)不能為虛函數(shù)
讓我們來看看大牛C++之父 Bjarne Stroustrup 在《The C++ Programming Language》里是怎么說的:
To construct an object, a constructor needs the exact type of the object it is to create. Consequently, a constructor cannot be virtual. Furthermore, a constructor is not quite an ordinary function, In particular, it interacts with memory management in ways ordinary member functions don't. Consequently, you cannot have a pointer to a constructor.
--- From 《The C++ Progamming Language》15.6.2
然而大牛就是大牛,這段話對一般人來說太難理解了。那下面就試著解釋一下為什么:
這就要涉及到C++對象的構(gòu)造問題了,C++對象在三個地方構(gòu)建:(1)函數(shù)堆棧;(2)自由存儲區(qū),或稱之為堆;(3)靜態(tài)存儲區(qū)。無論在那里構(gòu)建,其過程都是兩步:首先,分配一塊內(nèi)存;其次,調(diào)用構(gòu)造函數(shù)。好,問題來了,如果構(gòu)造函數(shù)是虛函數(shù),那么就需要通過vtable 來調(diào)用,但此時面對一塊 raw memeory,到哪里去找 vtable 呢?畢竟,vtable 是在構(gòu)造函數(shù)中才初始化的啊,而不是在其之前。因此構(gòu)造函數(shù)不能為虛函數(shù)。
(2)析構(gòu)函數(shù)可以是虛函數(shù),且常常如此
這個就好理解了,因?yàn)榇藭r vtable 已經(jīng)初始化了;況且我們通常通過基類的指針來銷毀對象,如果析構(gòu)函數(shù)不為虛的話,就不能正確識別對象類型,從而不能正確銷毀對象。
為什么構(gòu)造函數(shù)不能為虛函數(shù)?
1)從存儲空間角度
虛函數(shù)對應(yīng)一個虛函數(shù)表vtable,這個vtable其實(shí)是存儲在對象的內(nèi)存空間的。但是,如果構(gòu)造函數(shù)是虛的,就需要通過vtable來調(diào)用,可是對象還沒有實(shí)例化,也就是內(nèi)存空間還沒有,無法找到vtable,所以構(gòu)造函數(shù)不能是虛函數(shù)。
即vtable是在構(gòu)造函數(shù)調(diào)用后才建立,因而構(gòu)造函數(shù)不可能成為虛函數(shù)。
2)從使用角度:虛函數(shù)主要用于在信息不全的情況下,能使重載的函數(shù)得到對應(yīng)的調(diào)用。構(gòu)造函數(shù)本身就是要初始化實(shí)例,那使用虛函數(shù)也沒有實(shí)際意義,所以構(gòu)造函數(shù)沒有必要是虛函數(shù)。
虛函數(shù)的作用在于通過父類的指針或者引用來調(diào)用它的時候能夠變成調(diào)用子類的那個成員函數(shù)。而構(gòu)造函數(shù)是在創(chuàng)建對象時自動調(diào)用的,不可能通過父類的指針或者引用去調(diào)用,因此也就規(guī)定構(gòu)造函數(shù)不能是虛函數(shù)。