Effective C++物件導向與繼承

1：子類不要覆寫父類的非虛函數。

2：子類不要覆寫從父類繼承過來的預設參數

3：子類與父類之間的賦值問題

 

1：子類不要覆寫父類的非虛函數。

為瞭解釋方便，先看一個簡單的例子。

class A{    public:         A(int d):data(d){  }        void print()        {            cout<<"A print..."<<data<<endl;        }        virtual void test(int i=2)        {            cout<<"A test..."<<i<<endl;        }    private:         int data;};class B:public A{    public :                  B(int d):A(d){  }        void print()        {            cout<<"B print..."<<endl;        }         virtual void test(int i=4)        {            cout<<"B test..."<<i<<endl;        }};  //測試代碼int main() {     {        B b(5);         b.print();        A *a=&b;         a->print();          cout<<endl;        b.test();        a->test();        cout<<endl;        A a1=b;        a1.test();    }          getchar();     return 0;}   

運行結果：

例子中指標a是指向對象b的，但是他們調用的print方法卻不是同一個。這裡涉及到靜態繫結和動態綁定的問題。a的靜態類型是A，a的動態類型卻是B，b的靜態類型和動態類型都是B，因為靜態類型就是申明時的類型，動態類型是其真正指向的類型。還有一點就是非虛方法是靜態繫結，虛擬方法是動態綁定。Print是非虛方法，它是靜態繫結，調用的是自己的對象申明類型的方法，所以a調用的是A的print，b調用的是B的print方法。我想我們更想知道C++是怎麼實現動態綁定。我們都知道含有虛方法的類都有一個虛擬方法表，每個對象的執行個體都有一個指標指向這個虛擬方法表，子類會繼承父類的virtual方法，也可以覆寫父類的虛擬方法，如果子類覆寫父類的虛擬方法，那麼在虛擬表中對應的指標就指向子類覆寫父類的方法，如果子類不覆寫父類的虛擬方法，則還是指向父類的方法，這樣就形成了動態綁定。不同的子類按照自己的方式覆寫父類的虛擬方法，表現出不同的行為這就是多態。在多重繼承中，每個對象可能有多個虛擬表，那麼它的執行個體就會有多個指向虛擬表的指標，如果多個父類有一個相同的方法，那麼你就不能直接用這個執行個體調用這個方法，因為編譯器根本不知道它該調用哪個方法，你要指定是那個父類的方法，當你指明了哪個父類，編譯就可以通過對應的指標調用對應的虛擬表中對應的方法。那麼執行個體調用虛擬方法的過程是怎麼樣的呢，你有沒有想過？其實上面也提到一點，大致三步：

1：根據對象的vptr指標找到其虛擬方法表vtbl；

2：找到被呼叫者法在vtbl中對應的指標；

3：調用2中指標指向的方法。

 

2：子類不要覆寫從父類繼承過來的預設參數

這一條其實還是涉及到靜態繫結和動態綁定的問題，關於這個問題我想上面已經說得比較清楚了，預設值也是靜態繫結，這是毫無疑問的，因為它在編譯期就已經確定了，而虛擬方法確實動態綁定，你把靜態繫結的東西和動態綁定的東西攪在一起沒有問題，但是你還有得寸進尺的在子類中覆寫靜態東西就會出問題，對不起，父類不管子類中靜態東西，它只管自己靜態東西，所以當子類不要覆寫從父類繼承過來的預設參數時，子類就可能出現精神分裂的行為，上面那個列子就是證明。

 

上面更多提到的都是關於虛擬方法的，那麼非虛擬方法呢，對象執行個體時怎麼調用非虛擬方法的呢？非虛擬方法是怎麼實現的呢？非虛擬方法就像一般的C函數那樣被實現的，所以他們的調用不需要像虛擬方法一樣先要找到一個指標，然後在通過這個指標調用對應的方法。

 

3：子類與父類之間的賦值問題

首先將父類轉換成子類的事最好不要做，因為子類的很多特性父類根本沒有，當你把一個從父類轉換過來的子類，當做子類來用的話，很可能出問題。接下來我們重點討論將子類轉換成父類。還是通過上面例子來說明問題。

B b(2);

A a=b;//調用copy constructor

a=b;//調用 operator=

上面兩行代碼，第一行先執行個體化了一個對象b，第二行將b賦給a，那麼是怎麼將b賦給a的呢，這裡其實調用的不是operator=，而是copy constructor，因為構造一個對象必須調用constructor，或是copy constructor，那麼這裡肯定是調用copy constructor，operator=只是一個賦值動作，一個對象還沒有構造出來怎麼給他賦值呢，在operator=可不是用來幫你構造對象的哦，在第三行的時候a已經被構造出來了，那麼這裡真的就是賦值了調用的就是operator=。總之一句話，一個對象作為左值時，第一次肯定調用的是copy constructor，被初始化後（分配了記憶體），之後的操作才是賦值。一個對象作為by value形式的參數，那麼每次調用的都是copy constructor，而不是operator=，我們一般都會說將實參賦給形參，其實是用實參構造一個形參。

將b賦給a，就是將b的A部分賦給a，a就是一個完全的A了，它對B一無所知，更不會表現出B的任何行為，所以by value是很暴力並且很耗效能的，也不會出現多態的行為。所以要避免使用by value,盡量用by reference。

就此打住，未完待續...

 

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　　Effective C++ 類與函數的設計和申明

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作者：陳太漢

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