c++ - 运算符重载和继承

Question

我得到了以下代码:

class FibHeapNode
{
     //...

     // These all have trivial implementation
     virtual void operator =(FibHeapNode& RHS);
     virtual int  operator ==(FibHeapNode& RHS);
     virtual int  operator <(FibHeapNode& RHS);

};

class Event : public FibHeapNode
{
     // These have nontrivial implementation
     virtual void operator=(FibHeapNode& RHS);
     virtual int operator==(FibHeapNode& RHS);
     virtual int operator<(FibHeapNode& RHS);

};

class FibHeap
{
     //...

     int  DecreaseKey(FibHeapNode *theNode, FibHeapNode& NewKey)
     {
          FibHeapNode *theParent;

          // Some code

          if (theParent != NULL && *theNode < *theParent)
          {
            //...
          }

          //...
          return 1;
     }
};

FibHeap 的大部分实现都是相似的:FibHeapNode 指针被取消引用然后进行比较。

为什么这段代码有效？ (或者它有问题吗？)我认为这里的 virtual 不会有任何效果:因为 *theNode 和 *theParent 不是指针或引用类型，所以不会发生动态调度并且 FibHeapNode::operator < 无论 Event 中写了什么，都会被调用。

Answer 1

你一定对动态调度有点困惑。

人们常说“只有当您通过指针或引用进行调用时才会发生动态调度”。从形式上讲，这种说法完全是虚假和误导性的。

当您调用一个虚拟函数时，C++ 中的动态调度总是发生，只有一个异常(exception):当您使用完全限定名称时动态调度被禁用目标函数。例如:

some_pointer->SomeClass::some_function(); // fully-qualified name

在上面的代码中，调用将被静态调度，即使 some_function 是一个虚函数。从语言的角度来看，没有其他方法可以避免动态分派(dispatch)，即在所有其他情况中，所有对虚函数的调用都是动态分派(dispatch)。您使用什么:指针、引用、直接对象 - 没关系，调度仍然动态。从哪里调用函数:从构造函数/析构函数还是从其他地方 - 无关紧要，分派(dispatch)仍然是动态的。我重复一遍:从 C++ 语言本身的角度来看，事情就是这样。这就是“抽象 C++ 机器”的工作原理。

但是在实践中发生的是，在许多情况下，动态分派(dispatch)可以用静态分派(dispatch)代替，因为编译器在编译时预先知道对象的动态类型，因此知道目标 dispatch 。在这种情况下，直接调用目标函数更有意义，而不是通过更昂贵的动态调度机制。然而，这只不过是一种优化。不幸的是，有些人错误地认为优化是针对语言强制行为的，提出了诸如“仅当您通过指针或引用进行调用时才会发生动态分派(dispatch)”这样毫无意义的陈述。

在您的特定情况下，调度是动态的。由于在您的情况下，编译器不知道所涉及对象的动态类型，因此无法将其优化为静态分派(dispatch)，这就是您的代码“按预期工作”的原因。

附言预测关于我上面所说的内容的可能问题:从构造函数/析构函数进行的调用的动态调度受对象的当前动态类型的限制，这就是为什么在简单的情况下编译器可以(并且容易)将它们优化为静态调度。这就是另一个流行的都市传说的原因，该传说指出来自构造函数/析构函数的虚拟调用是静态解析的。实际上，在一般情况下，它们会按应有的方式动态解析(同样，观察对象的当前动态类型)。