继承关系中虚函数及其默认值 | 动态联编。

客官°小女子只卖身不卖艺 2023-01-11 03:37 84阅读 0赞

> 静态联编：指联编工作出现在编译连接阶段，这种联编又称早期联编，它解决了程序中的操作调用与执行该操作代码间的关系。  
>   
> 动态联编：程序在编译阶段并不能确切知道将要调用的函数，只有在程序运行时才能确定将要调用的函数（动多态），为此要确切知道该调用的函数，要求联编工作要在程序运行时进行，这种在程序运行时进行联编工作被称为动态联编。动态联编又称动态关联、滞后联编。
> 
> > 原理是通过基类指针（或引用）派生类对象，在运行时通过虚函数表查询所调用的函数。

首先，需要明确的时，函数参数的缺省值是在编译期就确定的，在编译期如果函数调用中的某个参数缺省，编译器就会使用函数的默认值作为参数调用。

而C++中的动多态是运行时才会确定调用哪一个函数。 而如果发生动多态的函数具有默认值的话，它的调用又是怎样的呢？

参考如下代码：基类Object中，虚函数print有缺省参数`int a = 10;` ，同样的在派生类Base中，虚函数print也有缺省参数`int b = 100;` 。当我在主函数main中，尝试通过动多态的方式调用print()，最后的输出结果又是怎样呢？

class Object {
        
    public:
    	virtual void print(int a = 10) {
        
    		cout << "Object : : printf a: " << a << endl;
    	}
    };
    class Base :public Object{
        
    private:
    virtual void print(int b = 100) {
        
    cout << "Base : : print b: " << b << endl;
    }
    };
    
    int main()
    {
        
    	Base b1;
    	Object& pobj = b1;	// Object* aobj = &b1;
    	pobj.print();		// aobj->print();
    
    	return 0;
    }

输出结果：

Base : : print b: 10

此外，我们还注意到了在上述的代码中，Base类的虚print函数是私有访问限定下的类成员函数，可是程序结果显示它仍然可以调用。

**分析：**

当main函数在编译时，编译到此代码：

*  **Object& pobj = b1;  
    pobj.print();**

由于**pobj**类型是Object类型，在Object中print()是公有访问的，因此编译阶段不会报错。此外，编译阶段会产生汇编指令，把`pobj.print();`这个函数调用翻译成汇编指令的过程中，记录了参数的值（由于我们没有传参，这里压入栈的是函数的缺省值），由于pobj的类型是Object类型，因此，在编译期确定的函数的参数是 `a = 10` ，而具体的函数调用此时并不明确，需要在运行时才能确定。

(使用vs 2019 反汇编此代码，可以看到执行call指令之前执行了参数入栈的执行`push 0Ah` )  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkxOTkzMg_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
而在函数运行阶段，在执行到此语句时：

*  **Object& pobj = b1;  
    pobj.print();**

在调用print时，通过pobj内部的虚表指针定位到对象的虚表，其中虚表中RTTI保存这运行时类型信息，而在虚表中保存的虚函数入口地址正是此次调用的关键。我们都知道通过继承实现的虚函数，派生类的虚表中自身的虚函数地址会覆盖掉基类的虚函数地址。因此，这里调用的是Base::print() 函数。

最后的执行结果为 `Base : : print b: 10` 。

而说回Base中print()的访问权限的问题，因为 Base::print() 是在Base类的私有访问权限下的，因此我们通过对象调用 print 方法坑定是无法通过编译的。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkxOTkzMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

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最后，说道函数的默认值与虚函数，不得不说他们语法上有个共同点需要我们注意：

*  如果定义放在类外，参数的默认值一般在声明时指定，而在实现(定义)时不能（再）加默认值
 *  如果定义放在类外，virtual只能加在声明处，在类外实现(定义)时不能（再）加virturl

因此，我们应尽量**避免在虚函数中使用默认值**，以免某些时候在程序中会发生一些即出人意料，又在情理之中的结果。

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkxOTkzMg_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221119/c31e1775c34a4babb1462ee0eda68d0d.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkxOTkzMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20221119/925bddd9af41418ebe88a84196214efc.png