静态和动态

  • 静态类型:对象在声明时采用的类型,在编译期既已确定;
  • 动态类型:通常是指一个指针或引用目前所指对象的类型,是在运行期决定的;
  • 静态绑定:绑定的是静态类型,所对应的函数或属性依赖于对象的静态类型,发生在编译期;
  • 动态绑定:绑定的是动态类型,所对应的函数或属性依赖于对象的动态类型,发生在运行期;

非虚函数一般都是静态绑定,而虚函数都是动态绑定(如此才可实现多态性)

#include <iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
	/*virtual*/ void func() { std::cout << "A::func()\n"; }
};
class B : public A
{
public:
	void func() { std::cout << "B::func()\n"; }
};
class C : public A
{
public:
	void func() { std::cout << "C::func()\n"; }
};
int main()
{
	C* pc = new C(); //pc的静态类型是它声明的类型C*,动态类型也是C*;
	B* pb = new B(); //pb的静态类型和动态类型也都是B*;
	A* pa = pc;      //pa的静态类型是它声明的类型A*,动态类型是pa所指向的对象pc的类型C*;
	pa = pb;         //pa的动态类型可以更改,现在它的动态类型是B*,但其静态类型仍是声明时候的A*;
	C *pnull = NULL; //pnull的静态类型是它声明的类型C*,没有动态类型,因为它指向了NULL;
    
    pa->func();      //A::func() pa的静态类型永远都是A*,不管其指向的是哪个子类,都是直接调用A::func();
	pc->func();      //C::func() pc的动、静态类型都是C*,因此调用C::func();
	pnull->func();   //C::func() 不用奇怪为什么空指针也可以调用函数,因为这在编译期就确定了,和指针空不空没关系;
	return 0;
}

如果将A类中的virtual注释去掉,则运行结果是:

pa->func();      //B::func() 因为有了virtual虚函数特性,pa的动态类型指向B*,因此先在B中查找,找到后直接调用;
pc->func();      //C::func() pc的动、静态类型都是C*,因此也是先在C中查找;
pnull->func();   //空指针异常,因为是func是virtual函数,因此对func的调用只能等到运行期才能确定,然后才发现pnull是空指针;

解释:

  • 如果基类A中的func不是virtual函数,那么不论pa、pb、pc指向哪个子类对象,对func的调用都是在定义pa、pb、pc时的静态类型决定,早已在编译期确定了。
  • 同样的空指针也能够直接调用no-virtual函数而不报错(这也说明一定要做空指针检查啊!),因此静态绑定不能实现多态;
  • 如果func是虚函数,那所有的调用都要等到运行时根据其指向对象的类型才能确定,比起静态绑定自然是要有性能损失的,但是却能实现多态特性;

小结:

  • 静态绑定发生在编译期,动态绑定发生在运行期;
  • 对象的动态类型可以更改,但是静态类型无法更改;
  • 要想实现多态,必须使用动态绑定;
  • 在继承体系中只有虚函数使用的是动态绑定,其他的全部是静态绑定;

另外,在动态绑定也即在virtual函数中,要注意默认参数的使用。当缺省参数和virtual函数一起使用的时候一定要谨慎,不然出了问题怕是很难排查

#include <iostream>
using namespace std;

class E
{
public:
	virtual void func(int i = 0)
	{
		std::cout << "E::func()\t" << i << "\n";
	}
};
class F : public E
{
public:
	virtual void func(int i = 1)
	{
		std::cout << "F::func()\t" << i << "\n";
	}
};

void test2()
{
	F* pf = new F();
	E* pe = pf;
	pf->func(); //F::func() 1  正常,就该如此;
	pe->func(); //F::func() 0  哇哦,这是什么情况,调用了子类的函数,却使用了基类中参数的默认值!
}
int main()
{
	test2();
	return 0;
}

类如何实现只能静态分配和只能动态分配
建立类的对象有两种方式:

  • 静态建立,静态建立一个类对象,就是由编译器为对象在栈空间中分配内存;
  • 动态建立,A *p = new A();动态建立一个类对象,就是使用new运算符为对象在堆空间中分配内存。
    • 第一步执行operator new()函数,在堆中搜索一块内存并进行分配
    • 第二步调用类构造函数构造对象;
  • 只要限制new运算符就可以实现类对象只能建立在栈上,可以将new运算符设为私有。
  • 把构造、析构函数设为protected属性,再用子类来动态创建
posted @ 2023-02-21 14:35  小秦同学在上学  阅读(113)  评论(0编辑  收藏  举报