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1.动态绑定与静态绑定

  • 为了支持c++的多态性,才用了动态绑定和静态绑定。理解他们的区别有助于更好的理解多态性,以及在编程的过程中避免犯错误。需要理解四个名词:
    • 对象的静态类型:对象在声明时采用的类型,是在编译期确定的。
    • 对象的动态类型:目前所指对象的类型,是在运行期决定的。对象的动态类型可以更改,但是静态类型无法更改。
      • 关于对象的静态类型和动态类型,示例如下:
            #include "iostream"
        
            using namespace std;
        
        
            // 对象的动态与静态类型
            class B{
        
            };
        
        
            class C: public B{
        
            };
        
            class D:public B{
        
            };
        
        
            int main(){
                D *pD = new D();  // pD的静态类型是它声明的类型D*,动态类型也是D*
                B *pB = pD;  // pB的静态类型是它声明的类型B*,动态类型是pB所指向的对象pD的类型D*
                C *pC = new C();  // pC的静态类型是它声明的类型C*,动态类型也是C*
                pB = pC;  // pB的动态类型是可以更改的,现在它的动态类型是C*
        
                return 0;
            }
        
        
    • 静态绑定:绑定的是对象的静态类型,某特性(比如函数)依赖于对象的静态类型,发生在编译期
    • 动态绑定:绑定的是对象的动态类型,某特性(比如函数)依赖于对象的动态类型,发生在运行期
      • 关于静态绑定和动态绑定,示例如下:
            #include "iostream"
        
        
            using namespace std;
        
            class B{
                public:
                    void DoSomething(){
                        cout << "B DoSomething()......\n";
                    }
                    virtual void vfun(){
                        cout << "B vfun()......\n";
                    }
            };
        
        
            class C: public B{
                public:
                    void DoSomething(){  // 首先说明一下,这个子类重新定义了父类的no-virtual函数,这是一个不好的设计,会导致名称隐藏;这里只是为了说明动态绑定和静态绑定才这样使用。
                        cout << "C DoSomething().....\n";
                    }
                    virtual void vfun(){
                        cout << "C vfun()......\n";
                    }
            };
        
            class D:public B{
                public:
                    void DoSomething(){
                        cout << "D DoSomething().....\n";
                    }
                    virtual void vfun(){
                        cout << "D vfun()......\n";
                    }
            };
        
            int main(){
                // 静态绑定
                D *pD = new D();
                B *pB = pD;
                pD->DoSomething();
                pB->DoSomething();
                // 动态绑定
                pD->vfun();
                pB->vfun();
                return 0;
            }
        
        
    • 解释: pD->DoSomething()和pB->DoSomething()调用的是同一个函数吗?不是的,虽然pD和pB都指向同一个对象。因为函数DoSomething是一个no-virtual函数,它是静态绑定的。也就是说编译器会在编译期根据对象的静态类型来选择函数。pD的静态类型是D*,那么编译器在处理pD->DoSomething()的时候会将它指向D::DoSomething()。同理,pB的静态类型是B*,那pB->DoSomething()调用的就是B::DoSomething()。再来看一下,pD->vfun()和pB->vfun()调用的是同一个函数吗?是的,因为vfun是一个虚函数,它动态绑定的,也就是说它绑定的是对象的动态类型,pB和pD虽然静态类型不同,但是他们同时指向一个对象,它们的动态类型是相同的,都是D*,所以它们的调用的是同一个函数:D::vfun()。
  • 总结:只有虚函数才使用的是动态绑定,其他的全部是静态绑定。

2.注意的地方

  • 当缺省参数和虚函数一起出现的时候情况有点复杂,极易出错。我们知道虚函数是动态绑定的,但是为了执行效率,缺省参数是静态绑定的
        #include "iostream"
    
    
        using namespace std;
    
    
        // 对象的动态与静态类型
        class B{
            public:
                void DoSomething(){
                    cout << "B DoSomething()......\n";
                }
                virtual void vfun(){
                    cout << "B vfun()......\n";
                }
                // 缺省参数和虚函数一起出现,是静态绑定!
                virtual void func(int i = 20){
                    cout << "B func()......\n";
                }
        };
    
    
        class C: public B{
            public:
                void DoSomething(){  // 首先说明一下,这个子类重新定义了父类的no-virtual函数,这是一个不好的设计,会导致名称隐藏;这里只是为了说明动态绑定和静态绑定才这样使用。
                    cout << "C DoSomething().....\n";
                }
                virtual void vfun(){
                    cout << "C vfun()......\n";
                }
                virtual void func(){
                    cout << "C func()......\n";
                }
        };
    
        class D:public B{
            public:
                void DoSomething(){
                    cout << "D DoSomething().....\n";
                }
                virtual void vfun(){
                    cout << "D vfun()......\n";
                }
                virtual void func(){
                    cout << "D func()......\n";
                }
        };
    
    
    
        int main(){
            // 缺省参数和虚函数一起出现,是静态绑定!
            D *pD = new D();
            B* pB = pD;
            pD->func();
            pB->func();
            return 0;
        }
    
    
  • 解释:缺省参数是静态绑定的,pD->vfun()时,pD的静态类型是D*,所以它的缺省参数应该是20;同理,pB->vfun()的缺省参数应该是10。