C++虚函数分析[3]--常见问题汇总

通过阅读博客等途径总结了两篇文章，感觉对虚函数有了简单的了解，这里再对虚函数的一些问题汇总，包括笔试面试题等，加深对虚函数的理解并且便于以后查询

静态函数不能声明为虚函数

因为：
成员函数是类实例相关的，而静态函数实际上跟类实例没有关系，就相当于普通函数。
而实际上虚函数是一种特殊的成员函数，用来实现运行时多态的，因此不能。

微软MSDN上的解释为：
由于仅为类类型的对象调用虚函数，因此不能将全局函数或静态函数声明为 virtual。

构造函数不能是虚函数 析构函数可以1

1. 从存储空间角度，虚函数对应一个指向vtable虚函数表的指针，这大家都知道，可是这个指向vtable的指针其实是存储在对象的内存空间的。问题出来了，如果构造函数是虚的，就需要通过 vtable来调用，可是对象还没有实例化，也就是内存空间还没有，怎么找vtable呢？所以构造函数不能是虚函数。
2. 从使用角度，虚函数主要用于在信息不全的情况下，能使重载的函数得到对应的调用。构造函数本身就是要初始化实例，那使用虚函数也没有实际意义呀。所以构造函数没有必要是虚函数。虚函数的作用在于通过父类的指针或者引用来调用它的时候能够变成调用子类的那个成员函数。而构造函数是在创建对象时自动调用的，不可能通过父类的指针或者引用去调用，因此也就规定构造函数不能是虚函数。
3. 构造函数不需要是虚函数，也不允许是虚函数，因为创建一个对象时我们总是要明确指定对象的类型，尽管我们可能通过实验室的基类的指针或引用去访问它但析构却不一定，我们往往通过基类的指针来销毁对象。这时候如果析构函数不是虚函数，就不能正确识别对象类型从而不能正确调用析构函数。
4. 从实现上看，VPTR在构造函数调用后才建立，因而构造函数不可能成为虚函数从实际含义上看，在调用构造函数时还不能确定对象的真实类型（因为子类会调父类的构造函数）；而且构造函数的作用是提供初始化，在对象生命期只执行一次，不是对象的动态行为，也没有必要成为虚函数。
5. 当一个构造函数被调用时，它做的首要的事情之一是初始化它的VPTR。因此，它只能知道它是“当前”类的，而完全忽视这个对象后面是否还有继承者。当编译器为这个构造函数产生代码时，它是为这个类的构造函数产生代码——既不是为基类，也不是为它的派生类（因为类不知道谁继承它）。所以它使用的VPTR必须是对于这个类的VTABLE。而且，只要它是最后的构造函数调用，那么在这个对象的生命期内，VPTR将保持被初始化为指向这个VTABLE, 但如果接着还有一个更晚派生的构造函数被调用，这个构造函数又将设置VPTR指向它的 VTABLE，等.直到最后的构造函数结束。VPTR的状态是由被最后调用的构造函数确定的。这就是为什么构造函数调用是从基类到更加派生类顺序的另一个理由。但是，当这一系列构造函数调用正发生时，每个构造函数都已经设置VPTR指向它自己的VTABLE。如果函数调用使用虚机制，它将只产生通过它自己的VTABLE的调用，而不是最后的VTABLE（所有构造函数被调用后才会有最后的VTABLE）。

内联函数不能是虚函数2

函数的inline属性是在编译时确定的， 然而，virtual的性质是在运行时确定的，这两个不能同时存在，只能有一个选择，文件中的inline关键字只是对编译器的建议，编译器是否采纳是编译器的事情。

私有虚函数

一种奇葩的情况：

这种情况应该是为了限制虚函数的访问，但是仍旧能重写实现多态
设计思想应该属于模板方法 Templete Method

#include <iostream>using namespace std;class Base{    public:        ~Base(){}        int fun(){            prFun();        }    private:        virtual void prFun(){            cout << "I am base's private function\n";        }};class Derived: public Base{    public:        void prFun(){            cout << "I am derived function\n";        }};int main(){    Base b;    Derived d;    Base *p = &d;    b.fun();  //Base's prFun    d.fun();  // Derived's prFun    p->fun(); // Derived's prFun    return 0;}

注释中显示了实际输出，可以看出私有的虚函数是可以重写的，而且也能够实现动态绑定。
网上说法：
C++的可访问性的检查只是看基于名称的访问是否违反限制而已，不影响是否被继承，也不限制能否继承，虚函数的覆盖也不在被限制之列。
因此理解为，私有函数是可以被继承的，因此也能够被重写，但是由于private限制，不能够直接访问，需要有一个公有的函数去调用。

实例代码段

2016腾讯实习生笔试 选择题：

#include <iostream>using namespace std;class X{public:    virtual void f(){cout << "X" << endl;}};class A:public X{public:    virtual void f(){cout << "A" << endl;}};class B:public X{public:    virtual void f(){cout << "B" << endl;}};class D:public A{public:    void f(){cout << "D" << endl;}};class E:public A{public:    virtual void f(){cout << "E" << endl;}};int main(){    D* dd=new D();    //follow two are the same    reinterpret_cast<B*>(dd)->f();    ((B*)dd)->f();    //follow expression compile error    //static_cast<B*>(dd)->f();     A* aa=new A();    ((B*)aa)->f();    //static_cast<B*>(aa)->f();       X* xx=new X();    ((B*)xx)->f();    //static_cast<B*>(xx)->f();      B* bb=new B();    ((B*)bb)->f();    //static_cast<B*>(bb)->f();      E* ee=new E();    ((B*)ee)->f();    //static_cast<B*>(ee)->f();     return 0;}

最后输出 DAXBE

我记得笔试的时候好像给的是static_cast 但是编译不通过，尝试用static_cast只能够实现基类与派生类之间的强制转换，最后我就用了强转 和 reinterpret_cast这俩，都能编译通过，效果相同。这块不怎么熟，要是有人看到这儿还懂可以评论解释下哈~

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1. 来源： http://www.cnblogs.com/lixiaohui-ambition/archive/2012/08/28/2660708.html ↩
2. 来源： http://www.cnblogs.com/welkinwalker/archive/2011/11/15/2249617.html ↩