C++ | 虚函数 | 问题3

在C++中，虚函数是一种特殊的成员函数，通过关键字virtual定义。虚函数能够在父类和子类中具有不同的实现，使得程序的可扩展性更高。

然而，在使用虚函数时，我们可能会遇到一些问题，其中一个问题就是虚函数与构造函数结合使用时的坑点。

构造函数与虚函数

在C++中，如果一个类中定义了虚函数，那么在创建其子类对象时，该子类对象的虚函数表会指向其父类的虚函数表，然后再根据子类的实现进行修改。这个过程发生在子类对象完全构造好之后。

但是，在构造子类对象时，由于父类的构造函数会先于子类的构造函数被调用，因此在父类的构造函数中调用虚函数时，子类虚函数表还未被修改，因而子类的实现还未生效，只能调用父类的实现。

以下是一个简单的示例代码：

#include <iostream>

class Base {
public:
    Base() {
        func();
    }

    virtual void func() {
        std::cout << "In Base" << std::endl;
    }
};

class Derived : public Base {
public:
    Derived() {}

    void func() override {
        std::cout << "In Derived" << std::endl;
    }
};

int main() {
    Derived d;
    return 0;
}

在这个示例中，我们定义了一个Base类和一个Derived类继承自Base类。在Base类中定义了一个虚函数func()，在Derived类中重写了该虚函数。

在执行main()函数时，我们创建了一个Derived类的对象d。在创建对象的过程中，先调用了Base类的构造函数，输出的结果是：

In Base

我们期望的结果是：

In Derived

这说明在调用父类构造函数中的虚函数时，不会调用子类的实现，而是始终调用父类的实现。

如何避免这个问题

为了避免这个问题，我们需要在父类的构造函数中避免调用虚函数。我们可以将虚函数的调用放到父类构造函数之后，或者在子类的构造函数中调用虚函数。

以下是利用初始化列表和构造函数重载避免这个问题的示例代码：

#include <iostream>

class Base {
public:
    Base() {}

    Base(bool) {
        func();
    }

    virtual void func() {
        std::cout << "In Base" << std::endl;
    }
};

class Derived : public Base {
public:
    Derived() : Base(true) {}

    void func() override {
        std::cout << "In Derived" << std::endl;
    }
};

int main() {
    Derived d;
    return 0;
}

在这个示例中，我们定义了两个构造函数Base()和Base(bool)。在函数Base(bool)中调用了虚函数func()。在子类的构造函数中，我们使用初始化列表调用了Base(bool)，这样就避免了在父类构造函数中调用虚函数了。

输出的结果是：

In Derived

这样，我们就避免了虚函数与构造函数结合使用时的坑点。