c++ - 虚函数机制参考虚构造函数

Question

这是在一次采访中向我提出的问题。

如果 Vtable 是在编译时创建的，并vptr在运行时分配给对象，那么如果我们的类中有虚拟构造函数，为什么编译器会给出编译时错误？

我解释了整个机制。但他对“为什么编译时错误而不是运行时错误”更感兴趣

我告诉他 C++ 指南是这样写的，所以编译器会在编译时发送错误。

你能告诉我同样的原因吗

Answer 1

简单回答的棘手问题 - 因为在C++.

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在 ISO 标准中，ISO/IEC 14882:2003 和 ISO/IEC 14882:2011，12.1 构造函数，第 4 点：

构造函数不应是虚拟的（10.3）或静态的（9.4）。可以为 const、volatile 或 const volatile 对象调用构造函数。构造函数不得声明为 const、volatile 或 const volatile (9.3.2)。const 和 volatile 语义（7.1.5.1）不适用于正在构建的对象。此类语义仅在最派生对象 (1.8) 的构造函数结束后才生效。

这可以在编译时捕获。

Answer 2

为什么编译时错误不是运行时错误？

当运行时出现异常情况时，会发生运行时错误。当编译器检测到 C++ 标准不允许特定构造作为有效的 C++ 构造时，会发生编译时错误。
C++ 标准不允许将构造函数标记为virtual. 因此，编译器将其检测为违反语言语法规则并标记错误。

至于回答为什么 C++ 中不允许使用虚拟构造函数。
Bjarne 在他的常见问题页面上回答 Q：

虚拟调用是一种在给定部分信息的情况下完成工作的机制。特别是，“虚拟”允许我们调用只知道任何接口而不知道对象的确切类型的函数。要创建一个对象，您需要完整的信息。特别是，您需要知道要创建的确切类型。因此，“对构造函数的调用”不能是虚拟的。

Answer 3

语言的规则不允许这样做，因为拥有虚拟构造函数没有意义。如何调用此构造函数？C++ 中构造某个基类的不同派生实例的常用方法是工厂方法：

#include <memory>

// the parameters determine the derived type to be instantiated.
std::unique_ptr<IFoo> fooFactory(some parameters);

注意智能指针的选择应由所有权策略决定。此示例使用唯一所有权。

Answer 4

在 C++ 中，“虚拟”意味着在运行时所做的事情将取决于对象的有效类，而不仅仅取决于变量的类型。

“虚拟”构造函数实际上没有意义，因为您还没有对象（您想构建一个对象），因此您没有可以依赖的类来做出决定。

有时，使用“虚拟构造函数”，C++ 中的意图是一种模式，您可以在不知道确切类的情况下构建对象......例如：

class Document {
    public:
        static Document *create(...);
    private:
        Document(...);
};

...

// Just use Document::create instead of new Document
std::unique_ptr<Document> p = Document::create(...);

在这种情况下，类的用户不能调用构造函数（它是私有的），但他们只能调用一个公共的静态方法，该方法将返回一个指向实例的指针。构造本身将由此函数处理，返回的对象不一定是Document实例，而是派生自Document您不知道且未公开公开的某个类的实例。例如，这允许在运行时根据环境或调用中指定的参数来决定确切的类create。

这被称为“虚拟构造函数”，因为被调用的构造函数将在运行时决定。然而，它与 C++ 中的虚拟方法调用不同，因为 C++ 中的虚拟调度仅取决于实例的类（但如前所述，这对构造函数没有意义，因为对象还不存在，所以你不能决定取决于它的真实类）。