绝不在构造和析构过程中调用virtual函数
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假设你有个class继承体系,用来塑模股市交易如买进、卖出的订单等等。这样的交易一定要经过审计,所以每当创建一个交易对象,在审计日志(auditlog)中也需要创建一笔适当记录。下面是一个看起来颇为合理的做法:
class Transaction {
public:
Transaction();
virtual void logTransaction() const = 0
};
Transaction::Transaction()
{
logTransaction();
}
class BuyTransaction: public Transaction {
public:
virtual void logTransaction() const;
};
class SellTransaction: public Transaction {
public:
virtual void logTransaction() const;
};
现在,当以下这行被执行,会发生什么事:
BuyTransaction b;
无疑地会有一个BuyTransaction构造函数被调用,但首先Transaction构造函数一定会更早被调用;是的,derived class对象内的base class成分会在derived class自身成分被构造之前先构造妥当。Transaction构造函数的最后一行调用virtual函数logTransaction,这正是引发惊奇的起点。这时候被调用的logTransaction是Transaction内的版本,不是BuyTransaction内的版本.即使目前即将建立的对象类型是BuyTransaction。
是的,base class构造期间virtual函数绝不会下降到derived classes阶层。取而代之的是,对象的作为就像隶属base类型一样。非正式的说法或许比较传神:在base class构造期间,virtual函数不是virtual函数。
由于base class构造函数的执行更早于derived class构造函数,当base class构造函数执行时,derived class的成员变量尚未初始化。如果此期间调用的virtual函数下降至derived classes阶层,要知道derived class的函数几乎必然取用local成员变量,而那些成员变量尚未初始化。所以C++不让你走这条路。
其实还有比上述理由更根本的原因:在derived class对象的base class构造期间,对象的类型是base class而不是derived class。
相同道理也适用于析构函数。一旦derived class析构函数开始执行,对象内的derived class成员变量便呈现未定义值,所以C++视它们仿佛不再存在。进入base class析构函数后对象就成为一个base class对象,而C++的任何部分包括virtual函数、dynamic_casts等等也就那么看待它。
但你如何确保每次一有Transaction继承体系上的对象被创建,就会有适当版本的logTransaction被调用呢?
一种做法是在class Transaction内将logTransaction函数改为non-virtual,然后要求derived class构造函数传递必要信息给Transaction构造函数,而后那个构造函数便可安全地调用non-virtual logTransaction。

换句话说由于你无法使用virtual函数从base classes向下调用,在构造期间,你 可以藉由“令derived classes将必要的构造信息向上传递至base class构造函数”替 换之而加以弥补。
请注意本例之 BuyTransaction 内的 private static 函数 createLogString 的运用。是的,比起在成员初值列(member initialization list)内给予base class所需数据,利用辅助函数创建一个值传给base class构造函数往往比较方便(也比较可读)。令此函数为static,也就不可能意外指向“初期未成熟之BuyTransaction对象内尚未初始化的成员变量”。这很重要,正是因为“那些成员变量处于未定义状态”,所 以“在base class构造和析构期间调用的virtual函数不可下降至derived classes”。
文章作者 Forz
上次更新 2017-08-30