Effective C++:面向对象与继承

来源:陈太汉

1:子类不要覆写父类的非虚函数。

2:子类不要覆写从父类继承过来的默认参数

3:子类与父类之间的赋值问题

《Effective C++》构造函数析构函数Assignment运算符

1:子类不要覆写父类的非虚函数。

为了解释方便,先看一个简单的例子。

运行结果截图:

Effective C++:面向对象与继承

例子中指针a是指向对象b的,但是他们调用的print方法却不是同一个。这里涉及到静态绑定和动态绑定的问题。a的静态类型是A,a的动态的类型却是B,b的静态类型和动态类型都是B,因为静态类型就是申明时的类型,动态类型是其真正指向的类型。还有一点就是非虚方法是静态绑定,虚拟方法是动态绑定。Print是非虚方法,它是静态绑定,调用的是自己的对象申明类型的方法,所以a调用的是A的print,b调用的是B的print方法。我想我们更想知道C++是怎么实现动态绑定。我们都知道含有虚方法的类都有一个虚拟方法表,每个对象的实例都有一个指针指向这个虚拟方法表,子类会继承父类的virtual方法,也可以覆写父类的虚拟方法,如果子类覆写父类的虚拟方法,那么在虚拟表中对应的指针就指向子类覆写父类的方法,如果子类不覆写父类的虚拟方法,则还是指向父类的方法,这样就形成了动态绑定。不同的子类按照自己的方式覆写父类的虚拟方法,表现出不同的行为这就是多态。在多重继承中,每个对象可能有多个虚拟表,那么它的实例就会有多个指向虚拟表的指针,如果多个父类有一个相同的方法,那么你就不能直接用这个实例调用这个方法,因为编译器根本不知道它该调用哪个方法,你要指定是那个父类的方法,当你指明了哪个父类,编译就可以通过对应的指针调用对应的虚拟表中对应的方法。那么实例调用虚拟方法的过程是怎么样的呢,你有没有想过?其实上面也提到一点,大致三步:

1:根据对象的vptr指针找到其虚拟方法表vtbl;

2:找到被调用方法在vtbl中对应的指针;

3:调用2中指针指向的方法。

 

2:子类不要覆写从父类继承过来的默认参数

这一条其实还是涉及到静态绑定和动态绑定的问题,关于这个问题我想上面已经说得比较清楚了,默认值也是静态绑定,这是毫无疑问的,因为它在编译期就已经确定了,而虚拟方法确实动态绑定,你把静态绑定的东西和动态绑定的东西搅在一起没有问题,但是你还有得寸进尺的在子类中覆写静态的东西就会出问题,对不起,父类不管子类中静态的东西,它只管自己静态的东西,所以当子类不要覆写从父类继承过来的默认参数时,子类就可能出现精神分裂的行为,上面那个列子就是证明。

上面更多提到的都是关于虚拟方法的,那么非虚拟方法呢,对象实例时怎么调用非虚拟方法的呢?非虚拟方法是怎么实现的呢?非虚拟方法就像一般的C函数那样被实现的,所以他们的调用不需要像虚拟方法一样先要找到一个指针,然后在通过这个指针调用对应的方法。

3:子类与父类之间的赋值问题

首先将父类转换成子类的事最好不要做,因为子类的很多特性父类根本没有,当你把一个从父类转换过来的子类,当做子类来用的话,很可能出问题。接下来我们重点讨论将子类转换成父类。还是通过上面例子来说明问题。

B b(2);

A a=b;//调用copy constructor

a=b;//调用 operator=

上面两行代码,第一行先实例化了一个对象b,第二行将b赋给a,那么是怎么将b赋给a的呢,这里其实调用的不是operator=,而是copy constructor,因为构造一个对象必须调用constructor,或是copy constructor,那么这里肯定是调用copy constructor,operator=只是一个赋值动作,一个对象还没有构造出来怎么给他赋值呢,在operator=可不是用来帮你构造对象的哦,在第三行的时候a已经被构造出来了,那么这里真的就是赋值了调用的就是operator=。总之一句话,一个对象作为左值时,第一次肯定调用的是copy constructor,被初始化后(分配了内存),之后的操作才是赋值。一个对象作为by value形式的参数,那么每次调用的都是copy constructor,而不是operator=,我们一般都会说将实参赋给形参,其实是用实参构造一个形参。

将b赋给a,就是将b的A部分赋给a,a就是一个完全的A了,它对B一无所知,更不会表现出B的任何行为,所以by value是很暴力并且很耗性能的,也不会出现多态的行为。所以要避免使用by value,尽量用by reference。

就此打住,未完待续…

 

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