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深入理解 C++ 的動態(tài)綁定和靜態(tài)綁定

Original 2016-11-07 16:00:24 625
abstract:為了支持c++的多態(tài)性,才用了動態(tài)綁定和靜態(tài)綁定。理解他們的區(qū)別有助于更好的理解多態(tài)性,以及在編程的過程中避免犯錯誤。需要理解四個名詞:1、對象的靜態(tài)類型:對象在聲明時采用的類型。是在編譯期確定的。2、對象的動態(tài)類型:目前所指對象的類型。是在運行期決定的。對象的動態(tài)類型可以更改,但是靜態(tài)類型無法更改。關(guān)于對象的靜態(tài)類型和動態(tài)類型,看一個示例:class B   {&n

為了支持c++的多態(tài)性,才用了動態(tài)綁定和靜態(tài)綁定。理解他們的區(qū)別有助于更好的理解多態(tài)性,以及在編程的過程中避免犯錯誤。
需要理解四個名詞:

1、對象的靜態(tài)類型:對象在聲明時采用的類型。是在編譯期確定的。
2、對象的動態(tài)類型:目前所指對象的類型。是在運行期決定的。對象的動態(tài)類型可以更改,但是靜態(tài)類型無法更改。

關(guān)于對象的靜態(tài)類型和動態(tài)類型,看一個示例:

class B  
{  
}  
class C : public B  
{  
}  
class D : public B  
{  
}  
D* pD = new D();//pD的靜態(tài)類型是它聲明的類型D*,動態(tài)類型也是D*  
B* pB = pD;//pB的靜態(tài)類型是它聲明的類型B*,動態(tài)類型是pB所指向的對象pD的類型D*  
C* pC = new C();  
pB = pC;//pB的動態(tài)類型是可以更改的,現(xiàn)在它的動態(tài)類型是C*

3、靜態(tài)綁定:綁定的是對象的靜態(tài)類型,某特性(比如函數(shù))依賴于對象的靜態(tài)類型,發(fā)生在編譯期。
4、動態(tài)綁定:綁定的是對象的動態(tài)類型,某特性(比如函數(shù))依賴于對象的動態(tài)類型,發(fā)生在運行期。

class B  
{  
    void DoSomething();  
    virtual void vfun();  
}  
class C : public B  
{  
    void DoSomething();//首先說明一下,這個子類重新定義了父類的no-virtual函數(shù),這是一個不好的設計,會導致名稱遮掩;這里只是為了說明動態(tài)綁定和靜態(tài)綁定才這樣使用。  
    virtual void vfun();  
}  
class D : public B  
{  
    void DoSomething();  
    virtual void vfun();  
}  
D* pD = new D();  
B* pB = pD;

讓我們看一下,pD->DoSomething()和pB->DoSomething()調(diào)用的是同一個函數(shù)嗎?

不是的,雖然pD和pB都指向同一個對象。因為函數(shù)DoSomething是一個no-virtual函數(shù),它是靜態(tài)綁定的,也就是編譯器會在編譯期根據(jù)對象的靜態(tài)類型來選擇函數(shù)。pD的靜態(tài)類型是D*,那么編譯器在處理pD->DoSomething()的時候會將它指向D::DoSomething()。同理,pB的靜態(tài)類型是B*,那pB->DoSomething()調(diào)用的就是B::DoSomething()。

讓我們再來看一下,pD->vfun()和pB->vfun()調(diào)用的是同一個函數(shù)嗎?

是的。因為vfun是一個虛函數(shù),它動態(tài)綁定的,也就是說它綁定的是對象的動態(tài)類型,pB和pD雖然靜態(tài)類型不同,但是他們同時指向一個對象,他們的動態(tài)類型是相同的,都是D*,所以,他們的調(diào)用的是同一個函數(shù):D::vfun()。

上面都是針對對象指針的情況,對于引用(reference)的情況同樣適用。

指針和引用的動態(tài)類型和靜態(tài)類型可能會不一致,但是對象的動態(tài)類型和靜態(tài)類型是一致的。

D D;

D.DoSomething()和D.vfun()永遠調(diào)用的都是D::DoSomething()和D::vfun()。

至于那些事動態(tài)綁定,那些事靜態(tài)綁定,有篇文章總結(jié)的非常好:

我總結(jié)了一句話:只有虛函數(shù)才使用的是動態(tài)綁定,其他的全部是靜態(tài)綁定。目前我還沒有發(fā)現(xiàn)不適用這句話的,如果有錯誤,希望你可以指出來。

特別需要注意的地方

當缺省參數(shù)和虛函數(shù)一起出現(xiàn)的時候情況有點復雜,極易出錯。我們知道,虛函數(shù)是動態(tài)綁定的,但是為了執(zhí)行效率,缺省參數(shù)是靜態(tài)綁定的。


class B  
{  
virtual void vfun(int i = 10);  
}  
class D : public B  
{  
virtual void vfun(int i = 20);  
}  
D* pD = new D();  
B* pB = pD;  
pD->vfun();  
pB->vfun();

   

有上面的分析可知pD->vfun()和pB->vfun()調(diào)用都是函數(shù)D::vfun(),但是他們的缺省參數(shù)是多少?

分析一下,缺省參數(shù)是靜態(tài)綁定的,pD->vfun()時,pD的靜態(tài)類型是D*,所以它的缺省參數(shù)應該是20;同理,pB->vfun()的缺省參數(shù)應該是10。編寫代碼驗證了一下,正確。

對于這個特性,估計沒有人會喜歡。所以,永遠記住:

“絕不重新定義繼承而來的缺省參數(shù)(Never redefine function’s inherited default parameters value.)”

關(guān)于c++語言

目前我基本上都是在c++的子集“面向?qū)ο缶幊獭毕鹿ぷ?,對于更復雜的知識了解的還不是很多。即便如此,到目前為止編程時需要注意的東西已經(jīng)很多,而且后面可能還會繼續(xù)增多,這也許是很多人反對c++的原因。

c++是Google的四大官方語言之一。但是Google近幾年確推出了go語言,而且定位是和c/c++相似??紤]這種情況,我認為可能是Google的程序員們深感c++的復雜,所以想開發(fā)一種c++的替代語言。有時間要了解一下go語言,看它在類似c++的問題上時如何取舍的。


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