C++编程中的虚函数与内联详解

  次阅读 作者:智能小宝 来源:互联网 2016-01-26 10:31 我要评论(0)

我们曾经在讨论C++的时候,经常会问到: 虚函数能被声明为内联吗? 现在,我们几乎听不到这个问题了。现在听到的是: 你不应该使print成为内联的。声明一个虚函数为内联是错误的!

这种说法的两个主要的原因是(1)虚函数是在运行期决议而内联是一个编译期动作,所以,我们将虚函数声明为内联并得不到什么效果;(2)声明一个虚函数为内联导致了函数的多分拷贝,而且我们为一个不应该在任何时候内联的函数白白花费了存储空间。这样做很没脑子。

不过,事实并不是这样。我们先来看看第一个:许多情况下,虚拟函数都被静态地决议了比如在派生类虚拟函数中调用基类的虚拟函数的时候。为什么这样做呢?封装。一个比较明显的例子就是派生类析构函数调用链。所有的虚析构函数,除了最初触发这个析构链的虚析构函数,都被静态的决议了。如果不将基类的虚析构函数内联,我们无法从中获利[a]。这和不内联一个虚拟析构函数有什么不同吗?如果继承体系层次比较深并且有许多这样的类的实例要被销毁的话,答案是肯定的。

再来看另外一个不用析构函数的例子,想象一下设计一个图书馆类。我们将MaterialLocation作为抽象类 LibraryMaterial的一个成员。将它的print成员函数声明为一个纯虚函数,并且提供函数定义:它输出MaterialLocation。

class LibraryMaterial {

private:

MaterialLocation _loc; // shared data

//

public:

// declares pure virtual function

inline virtual void print( ostream& = cout ) = 0;

};

// we actually want to encapsulate the handling of the

// location of the material within a base class

// LibraryMaterial print() method - we just don t want it

// invoked through the virtual interface. That is, it is

// only to be invoked within a derived class print() method

inline void

LibraryMaterial::

print( ostream &os ) { os 《 _loc; }

接着,我们引入一个Book类,它的print函数输出Title, Author等等。在这之前,它调用基类的print函数(LibraryMaterial::print())来显示书本位置 (MaterialLocation)。如下:

inline void

Book::

print( ostream &os )

{

// ok, this is resolved statically,

// and therefore is inline expanded

LibraryMaterial::print();

os 《 "title:" 《 _title

《 "author" 《 _author 《 endl;

}

AudioBook类,派生于Book类,并加入附加信息,比如旁述,音频格式等等。这些东西都用它的print函数输出。再这之前,我们需要调用Book::print()来显示前面的信息。

inline void

AudioBook::

print( ostream &os )

{

// ok, this is resolved statically,

// and therefore is inline expanded

Book::print();

os 《 "narrator:" 《 _narrator 《 endl;

}

这和虚析构函数调用链的例子一样,都只是最初调用的虚函数没有被静态决议,其它的都被原地展开。This unnamed hierarchical design pattern is significantly less effective if we never declare a virtual function to be inline.

那么对于第二个原因中代码膨胀的问题呢?我们来分析一下,如果我们写下:

LibraryMaterial *p =

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