Shuffy

[轉(zhuǎn)]http://www.shnenglu.com/tiandejian/archive/2007/04/27/ecpp_09.html
第9條：永遠 不要在構造或析構的過程中調(diào)用虛函數(shù)

讓我們直切正題：在程序進行構造或析構期間，你絕不能調(diào)用虛函數(shù)，這是因為這樣的調(diào)用并不會按你所期望的執(zhí)行，即使能夠順利執(zhí)行，你也不會覺得十分 舒服。如果你曾經(jīng)是一個 Java 或 C# 的程序員，并且在最近期望返回 C++ 的懷抱，那么請你格外的注意這一條，因為在這一問題上， C++ 與其他語言走的是完全不同的兩條路線。

假設有一個股票交易模擬系統(tǒng)，你為它編寫了一個類的層次化結(jié)構，其中包括實現(xiàn)購買、拋售等功能的類。會計應該能夠?qū)@類交易進行檢查，這一點很重要，所以說每創(chuàng)建一次交易時，都應該在日志中進行一次恰當?shù)挠涗洝Ｏ旅媸且粋€看似合理的解決方案：

請考慮一下當下邊的代碼得到運行時會發(fā)生什么：

很明顯的是此時 BuyTransaction 的構造函數(shù)將被調(diào)用，但是，首先必須調(diào)用一個 Transaction[1] 的構造函數(shù)。對于一個派生的對象，其基類那一部分會首先得到構造，然后才是派生類的部分。 Transaction 的構造函數(shù)中最后一行調(diào)用了虛函數(shù) logTransaction ，意外的事情就從這里發(fā)生了：此處調(diào)用的是 Translation 版本的 logTransaction 函數(shù)，而不是 BuyTransaction 版本的——即使此處創(chuàng)建的對象是 BuyTransaction 類型的。在基類得到構造的時候，虛函數(shù)永遠也不會嘗試去匹配派生類。取而代之的是，對象仍然保持基類的行為。更隨意一點的說法是，在基類得到構造的過程中，虛函數(shù)并不會轉(zhuǎn)換為派生類的版本。

這一行為看上去匪夷所思，但是這里有很充足的理由來解釋它。由于基類的構造函數(shù)先于派生類運行，在基類構造函數(shù)得到運行的時候，派生類的數(shù)據(jù)成員還沒有被初始化。如果虛函數(shù)在基類構造函數(shù)向下匹配派生類時得到了調(diào)用，那么基類函數(shù)幾乎都將與局部數(shù)據(jù)成員有關，但此時這些數(shù)據(jù)成員仍未得到初始化。你的程序?qū)霈F(xiàn)無盡的不可預知的行為，你也會在整夜受到瑣碎的調(diào)試工作的折磨。當一個對象中有一些部分還沒有得到初始化的時候，此時進行調(diào)用固然是危險的，所以 C++ 不允許你這樣做。

實際上，本段介紹的內(nèi)容比上文更為基礎。對于一個派生類的對象來說，在其基類的構造函數(shù)得到運行的時候，這一對象的類型就是基類的。不僅僅虛函數(shù)會解析為基類的，而且 C++ 中使用運行時類型信息 的部分（比如 dynamic_cast （參見第 27 條）和 typeid ）也會將這個對象的類型看作基類的。在我們的示例中，為了初始化 BuyTransaction 對象中的基類部分，需要調(diào)用 Transaction 的構造函數(shù)，此時這一對象是 Transaction 類型的。以上介紹的就是 C++ 如何一一處理該對象的 每一部分，這種處理方式是有意義的：這個對象的 BuyTransaction 部分尚未得到初始化，所以認為它們不存在是最安全的處理方法。直到派生類的構造函數(shù)開始執(zhí)行，這個派生類產(chǎn)生的對象才會成為該派生類的對象。

對于析構過程可以應用同樣的推理方式。當一個派生類的析構函數(shù)開始運行時，對象中派生類的那一部分數(shù)據(jù)成員將可能出現(xiàn)未知的行為，所以 C++ 會認為它們并不存在。當基類的析構函數(shù)被調(diào)用時，這個對象將成為一個基類對象， C++ 所 有的部分——包括虛函數(shù)、 dynamic_cast 等等——都會這樣對待該對象。

在上文的示例代碼中， Transaction 的構造函數(shù)對一個虛函數(shù)進行了一次直接調(diào)用，很顯然這樣做是違背本條中的指導方針的。這樣的違規(guī)實在太容易發(fā)現(xiàn)了，一些編譯器都會對其做出警告。（其他一些則不會。參見 第 53 條對編譯器警告信息的討論 ）即使沒有警告，問題依舊一定會在運行之前變得很明顯，這是因為 Transaction 中的 logTransaction 函數(shù)是純虛函數(shù)，除非它得到了定義（不像是真的，但確實是可行的，參見第 34 條 ），程序才有可能會得到連接，其他情況都會報錯：連接器無法找到 Transaction::logTransaction 所必需的具體實現(xiàn)。

查找構造和析構過程中對虛函數(shù)的調(diào)用并不總是一帆風順的。如果 Transaction 擁有多個構造函數(shù)，它們所進行的工作中有一部分是相同的，那么可以將這一相同的部分（既公共初始化代碼）連同對 logTransaction 的調(diào)用放入一個私有的非虛初始化函數(shù)中，這樣做可以避免代碼重復，從軟件工程角度來講這似乎是一個很好的做法，我們將這一函數(shù)命名為 init ：

這樣的代碼與上文中的版本使用的是同一理念，但是這樣做所帶來的危害更為隱蔽和嚴重，這是因為這樣的代碼會得到正常的編譯和連接而不會報錯。這種情況下，由于 logTransaction 是一個 Transaction 中的純虛函數(shù)，大多數(shù)運行時系統(tǒng)將會在調(diào)用這個純虛函數(shù)時終止程序的運行（通常情況下會針對這一結(jié)果顯示出一個消息）。然而如果 logTransaction 是一個“正常的”虛函數(shù)（也就是說，不是純虛的），并且在 Transaction 中給出了一些實現(xiàn)，這一版本將能夠得到調(diào)用，程序?qū)?#8220;愉快地一路小跑”下去，而在創(chuàng)建一個派生類對象時，則會調(diào)用錯誤的 logTransaction 版本，為什么會這樣呢？這個問題只能由你自己來解決了。避免這類問題的唯一途徑就是：在正在創(chuàng)建或銷毀的對象的構造函數(shù)和析構函數(shù)中，確保永遠不要調(diào)用虛函數(shù)，對于構造函數(shù)和析構函數(shù)所調(diào)用的所有函數(shù)都應遵守這一約定。

那么，每當一個 Transaction 層的對象被創(chuàng)建時，如何確保去調(diào)用正確的 logTransaction 版本呢？顯然地，在 Transaction 的構造函數(shù)中調(diào)用一個虛函數(shù)是一個錯誤的做法。

為解決這一問題我們可以另辟蹊徑。方案之一就是：將 Transaction 中的 logTransaction 變?yōu)橐粋€非虛函數(shù)，然后要求派生類的構造函數(shù)把必要的日志記錄傳遞給 Transaction 的構造函數(shù)。這個構造函數(shù)對于非虛 logTransaction 的調(diào)用就是安全的。就像這樣：

換句話說，由于在構造過程中，你不能在基類部分調(diào)用派生部分時使用虛函數(shù)，此時，作為一種補償，你可以讓派生類為基類的構造函數(shù)傳遞一些必要的構造信息。

請注意上述示例里 BuyTransaction 類中靜態(tài)函數(shù) createLogString 的使用。這里使用了一個輔助函數(shù)來創(chuàng)建一個值，然后將這個值傳遞給基類構造函數(shù)，通常情況下這樣做更為方便（而且更具備可讀性），這樣做不會出現(xiàn)在成員初始化表中為基類提供所需信息所帶來的曲折性。由于這個函數(shù)被聲明為靜態(tài)的，將不會出現(xiàn)偶然觸及到這個初生的 BuyTransaction 對象中的那些看似未初始化的數(shù)據(jù)成員的危險。這一點很重要，因為這些數(shù)據(jù)成員正處于一個未知的狀態(tài)，這一事實便解釋了為什么在基類部分構造或析構期間調(diào)用虛函數(shù)將不會在第一時間匹配到派生類。

需要記住的

l 不要在構造和析構的過程中調(diào)用虛函數(shù)，因為這樣的調(diào)用永遠不會轉(zhuǎn)向當前執(zhí)行的析構函數(shù)或構造函數(shù)更深層的派生類中執(zhí)行。