Effective C++筆記之九:絕不在構造和析構過程中調(diào)virtual函數(shù)
? ? ? ?假設你有個class 繼承體系,用來塑模股市交易如買進、賣出的訂單等等。這樣的交易一定要經(jīng)過審計,所以每當創(chuàng)建個個交易對象,在審計日志(audit log) 中也需要創(chuàng)建一筆適當記錄。下面是一個看起來頗為合理的做法:
class Transaction {// 所有交易的baseclass
public:
Transaction( );
virtual void logTransaction() const = 0;// 做出一份因類型不同而不同的日志記錄
......
};
Transaction::Transaction () // base class 構造函數(shù)之實現(xiàn)
{
......
logTransaction(); // 最后動作是志記這筆交易
}
class BuyTransaction: public Transaction { // derivedclass
public:
virtual void logTransaction() const; // 志記(log) 此型交易
....
} ;
class SellTransaction: public Transaction { // derivedclass
public:
virtual void logTransaction() const; // 志記(log) 此型交易
....
};
? ? ? ?現(xiàn)在,當以下這行被執(zhí)行,會發(fā)生什么事:
BuyTransaction b;
? ? ? ?無疑地會有一個BuyTransaction 構造函數(shù)被調(diào)用,但首先Transaction 構造函數(shù)一定會更早被調(diào)用;是的, derived class 對象內(nèi)的base class 成分會在derived class自身成分被構造之前先構造妥當。Transaction 構造函數(shù)的最后一行調(diào)用virtual 函數(shù)logTransaction,這正是引發(fā)驚奇的起點。這時候被調(diào)用的logTransaction 是Transaction 內(nèi)的版本,不是BuyTransaction 內(nèi)的版本一一即使目前即將建立的對象類型是BuyTransaction。是的, base class 構造期間virtual 函數(shù)絕不會下降到derived classes 階層。取而代之的是,對象的作為就像隸屬base 類型一樣。非正式的說法或許比較傳神:在base class 構造期間, virtual 函數(shù)不是virtual 函數(shù)。? ? ? ?這一似乎反直覺的行為有個好理由。由于base class 構造函數(shù)的執(zhí)行更早于derived class 構造函數(shù),當base class 構造函數(shù)執(zhí)行時derived class 的成員變量尚未初始化。如果此期間調(diào)用的virtual 函數(shù)下降至derived classes 階層,要知道derived class的函數(shù)幾乎必然取用local 成員變量,而那些成員變量尚未初始化。這將是一張通往不明確行為和徹夜調(diào)試大會串的直達車票。"要求使用對象內(nèi)部尚未初始化的成分"是危險的代名詞,所以C++ 不讓你走這條路。
? ? ? ?其實還有比上述理由更根本的原因:在derived class 對象的base class 構造期間,對象的類型是base class 而不是derived class。
? ? ? ? 相同道理也適用于析構函數(shù)。一旦derived class 析構函數(shù)開始執(zhí)行,對象內(nèi)的derived class 成員變量便呈現(xiàn)未定義值,所以C++ 視它們仿佛不再存在。進入baseclass 析構函數(shù)后對象就成為一個base class 對象,而C++ 的任何部分包括virtual 函數(shù)、dynamic casts 等等也就那么看待它。
? ? ? ?其他方案可以解決這個問題。一種做法是在class Transaction 內(nèi)將logTransaction 函數(shù)改為non-virtual,然后要求derived class 構造函數(shù)傳遞必要信息給Transaction 構造函數(shù),而后那個構造函數(shù)便可安全地調(diào)用non-virtual logTransaction。像這樣:
class Transaction {
public:
explicit Transaction(const std::string& logInfo) ;
void logTransaction(const std::string& logInfo) const; // 如今是個non-virtual函數(shù)
......
};
Transacton::Transaction(conststd::string& logInfo)
{
logTransaction(logInfo); //如今是個non-virtual 調(diào)用
......
}
class BuyTransaction: public Transaction {
public:
BuyTransaction( parameters)
: Transaction(createLogString( parameters )) //將log 信息傳給base class 構造函數(shù)
{ ......}
......
private:
static std::string createLogString( parameters );
};
? ? ? ? 換句話說由于你無法使用virtual 函數(shù)從base classes 向下調(diào)用,在構造期間,你可以藉由"令derived classes 將必要的構造信息向上傳遞至base class 構造函數(shù)"替換之而加以彌補。? ? ?請注意本例之BuyTransaction 內(nèi)的private static 函數(shù)createLogString 的運用。是的,比起在成員初值列(member initialization list) 內(nèi)給予base class 所需數(shù)據(jù),利用輔助函數(shù)創(chuàng)建一個值傳給base class 構造函數(shù)往往比較方便(也比較可讀)。令此函數(shù)為static ,也就不可能意外指向"初期未成熟之BuyTransaction 對象內(nèi)尚未初始化的成員變量"。這很重要,正是因為"那些成員變量處于未定義狀態(tài)",所以"在base class 構造和析構期間調(diào)用的virtual 函數(shù)不可下降至derived classes" 。
需要記住的
在構造和析構期間不要調(diào)用virtual 函數(shù),因為這類調(diào)用從不下降至derived class(比起當前執(zhí)行構造函數(shù)和析構函數(shù)的那層)。