C ++中抽象类继承和构造函数的问题答案

【问题标题】：Problem with abstract class inheritance and constructor at C++C ++中抽象类继承和构造函数的问题
【发布时间】：2020-02-10 07:40:20
【问题描述】：

class Base {
public:
    Base(int a) : a_(a) {
        //do something
        someMethod();
        //do something else
    };
protected:
    int a_;
    virtual void someMethod() = 0 {};
};

class Derived : Base {
public:
    Derived() {
        Base::Base(42);
    }
protected:
    void someMethod() override {
        //realisation
    }
};

int main() {
    Derived *obj = new Derived();
    delete obj;
}

这段代码不能工作有两个错误：需要基类的默认构造函数，以及由于使用抽象方法而无法调用基类的带参数构造函数

我的问题是，当我创建class Derived 的对象时，根本没有调用在class Derived 中实现的someMethod()。另外我不想使用class Base的默认构造函数，但是编译器在发誓。

如何更正我的代码以查看我想要的功能？

【问题讨论】：

someMethod(); 应该是编译器的一个大闪烁错误。如果不是，请尽快提交错误报告。还是您间接调用它？ virtual void someMethod() = 0 {}; 也是格式错误的。您发布的代码有一些不相关的问题。我建议你解决它们，以避免这里的答案脱轨。
简短的“解决方案”：永远不要从构造函数中调用虚函数。
你不能从构造函数中调用虚函数。派生对象尚未创建。
@super 你可以从构造函数中调用虚函数。但它将被静态分派，即发送到正在构建的类中的实现。但如果函数是 pure 虚拟的，则不允许这样做。

标签： c++ inheritance constructor virtual abstract

【解决方案1】：

如何更正我的代码以查看我想要的功能？

去掉Base的构造函数中对纯虚函数的调用。
在替代它的派生类的构造函数中调用someMethod。
为成员初始化程序列表中的Base 子对象提供初始化程序。如果您没有为基础提供初始化程序，它将被默认初始化。

【讨论】：

【解决方案2】：

为什么这行不通？

由于对象的构造方式，此设计将不起作用。

当您构造Derived 时，首先发生的是Base 对象是使用Base 构造函数构造的。此时没有Derived 对象，因此如果您在Base 构造函数中调用虚函数，那么它将是对Base 类有效的虚函数，直到您离开Base 构造函数身体。

这是标准允许的，但有限制：

[base.class.init]/16：可以为正在构建的对象调用成员函数（包括虚成员函数）。（...）然而，如果这些操作在 ctor-initializer 中执行（或在从 ctor-initializer 直接或间接调用的函数）之前基类的所有 mem-initializers 都已完成，程序具有未定义的行为。

这些限制不适用于从构造函数主体调用的虚函数，因为主体在所有初始化程序之后执行。

但在您的情况下，Base 的虚函数是纯虚函数。所以根据以下条款它是UB：

[class.abstract]/6：可以从抽象类的构造函数（或析构函数）调用成员函数；制作的效果直接对纯虚函数的虚调用或间接地用于从这样的对象创建（或销毁）的对象构造函数（或析构函数）未定义。

有什么替代方法

不幸的是，除了使用two step initialization 之外，没有其他真正的替代方法，您首先构造对象，然后在使用对象之前调用初始化函数。

这种方法的唯一问题是忘记调用初始化函数的风险。你可以保护你免受这种情况：

使用一个标志来指示初始化是否已经发生，并在所有成员函数中检查这个标志（是的，这有点开销）。
如果您有一个抽象类，您可能会使用工厂模式（工厂方法或抽象工厂）。然后，您可以让工厂接听电话。
您可以使用构建器模式，并确保构造器只对不会忘记初始化的构建器可见。

您的代码的其他问题

您必须注意如何从派生构造函数“调用”基构造函数：

class Derived : Base {
public:
    Derived() : Base(42) // this is the correct place !
    {  
    //Base::Base(42);  //<====  OUCH !!! NO !! This creates a temporary base object !!
    }
    ...
};

你还需要小心纯虚拟（我不知道这是一个错字还是你的编译器可以编译你的代码）：

virtual void someMethod() = 0;  // if it's abstract, no pending {} !

【讨论】：