C++控制台模拟"骇客帝国数字飞屏"

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：
1、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。
2、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，看一个示例：


class B
{
}
class C : public B
{
}
class D : public B
{
}
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();
pB = pC;//pB的动态类型是可以更改的，现在它的动态类型是C*
3、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。


4、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。


class B
{
    void DOSomething();
    virtual void vfun();
}
class C : public B
{
    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，会导致名称遮掩；这里只是为了说明动态绑定和静态绑定才这样使用。
    virtual void vfun();
}
class D : public B
{
    void DOSomething();
    virtual void vfun();
}
D* pD = new D();
B* pB = pD;
让我们看一下，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()。

让我们再来看一下，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，他们的动态类型是相同的，都是D*，所以，他们的调用的是同一个函数：D::vfun()。

上面都是针对对象指针的情况，对于（reference）的情况同样适用。

指针和的动态类型和静态类型可能会不一致，但是对象的动态类型和静态类型是一致的。
D D;
D.DOSomething()和D.vfun()永远调用的都是D::DOSomething()和D::vfun()。

至于那些事动态绑定，那些事静态绑定，有篇文章总结的非常好:
我总结了一句话：只有虚函数才使用的是动态绑定，其他的全部是静态绑定。目前我还没有发现不适用这句话的，如果有错误，希望你可以指出来。

特别需要注意的地方 www.atcpu.com
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。


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()调用都是函数D::vfun()，但是他们的缺省参数是多少？
分析一下，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。编写代码验证了一下，正确。
对于这个特性，估计没有人会喜欢。所以，永远记住：
“绝不重新定义继承而来的缺省参数（Never redefine function’s inherited default parameters value.）”

关于c++语言
目前我基本上都是在c++的子集“面向对象编程”下工作，对于更复杂的知识了解的还不是很多。即便如此，到目前为止编程时需要注意的东西已经很多，而且后面可能还会继续增多，这也许是很多人反对c++的原因。
c++是google的四大官方语言之一。但是Google近几年确推出了go语言，而且定位是和c/c++相似。考虑这种情况，我认为可能是Google的程序员们深感c++的复杂，所以想开发一种c++的替代语言。有时间要了解一下go语言，看它在类似c++的问题上时如何取舍的。





对于C++动态绑定的理解，一句话，就是编译器用静态分析的方法加上虚拟函数的设计实现在程序运行时动态


智能执行正确虚拟函数的技术。因此要彻底理解动态绑定技术，只需要掌握两点，一是编译器的静态编译过程，二是
虚拟函数的基本知识。只要有了这两点理解，任何动态绑定的分析都是很容易的。


下面就以例子代码说明：




#include <iostream>
using namespace std;


class A
...{
public:
void fA() ...{ cout << "A::fA()" << endl; }
virtual void vfA() ...{ cout << "A::vfA()" << endl; }
void emptyB() ...{ cout << "A::emptyB()" << endl; }
void vfAonly() ...{ cout << "A::vfAonly()" << endl; }
};


class B : public A
...{
public:
void fB() ...{ cout << "B::fB()" << endl; }
virtual void vfA() ...{ cout << "B::vfA()" << endl; }
virtual void vfB() ...{ cout << "B::vfB()" << endl; }
void emptyA() ...{ cout << "B::emptyA()" << endl; }
virtual void vfAonly() ...{ cout << "B::vfAonly()" << endl; }
};


int main()
...{
A* p = new B;
B; r = *(B*)p;


        p->fA();            // 1
//p->fB();            // 2
p->vfA();            // 3
//p->vfB();            // 4
//p->emptyA();        // 5
p->emptyB();        // 6
p->vfAonly();        // 7


        cout << endl;


        r.fA();                // 8
r.fB();                // 9
r.vfA();            // 10
r.vfB();            // 11
r.emptyA();            // 12
r.emptyB();            // 13
r.vfAonly();        // 14


        delete p;
return 0;
}


输出结果：


A::fA()
B::vfA()
A::emptyB()
A::vfAonly()


A::fA()
B::fB()
B::vfA()
B::vfB()
B::emptyA()
A::emptyB()
B::vfAonly()





分析：


我们通过模拟编译器的编译过程来进行解释。只看编译器是怎么编译带有标号的那些函数调用的行的。


行1. 在编译器眼中，p就是一个纯粹的A类指针，跟他指向的B类对象没有任何联系。因此，当看到
p->fA()时，编译器便去A的定义中寻找fA，找到了，于是生成调用代码。
行2. 这行如果不被注释，编译器去A的定义中寻找定义fB，但是找不到这个名字，便会输出错误信息。
行3. 编译器继续去A定义中寻找vfA，这次找到了，而且发现关键字virtual，于是，采用虚拟函数调用
代码生成技术，根据vfA的偏移值，生成代码调用虚拟函数表中该偏移值指向的函数。特别指出的
是，在静态编译期间，编译器只知道偏移值，并不知道运行时该偏移到底指向什么函数。实际效果
是，因为运行时，p指向的是B对象，因此调用的是B的虚拟函数vfA().
行4. 这行如果不被注释，编译器去A的定义中寻找名字vfB，找不到，出错。记住第一条原则，编译器
是静态编译，不知道p和类B有联系。
行5. 同4，找不到名字emptyA。
行6. 简单，找到名字emptyB.
行7. 简单，找到名字vfAonly。


行8. 从这里开始，函数由B类r调用。在编译器眼中，r就是一个纯粹的B类，他不假设r和A有任何
关系。因此这一行，编译器去B类定义寻找名字fA。由于B继承自A，包括所有A的public函数定义，
编译器成功找到A::fA。
行9. 类似行8，找到B自身的函数定义fB。
行10. 类似行3，编译器生成代码调用虚拟函数表某偏移指向的函数。运行时该偏移指向B::vfA.
行11. 编译器生成代码调用虚拟函数表某偏移指向的函数。运行时该偏移指向B::vfB.
行12. 简单，找到名字emptyA.
行13. 简单，找到名字A::emptyB. 因为B继承自A。
行14. 编译器生成代码调用虚拟函数表某偏移指向的函数。运行时该偏移指向B::vfAonly. 为什么编译器知道
指向的是B的虚拟函数vfAonly而不是A的非虚拟函数呢？这跟另一个静态编译规则，名字隐藏，有关。
继承类的作用域中如果有基类的同名函数，继承类中的名字将隐藏基类同名函数，因此这时，编译器看
不见A::vfAonly。







摘自 Slow Dance