为什么用'new'分配时不能未实现虚函数？

Question

struct A
{
  virtual void foo();  // unused and unimplemented
  virtual void bar () {}
};

int main ()
{
  A obj;        // ok
  obj.bar();  // <-- added this edition
  A* pm = (A*)malloc(sizeof(A)); // ok
  A* pn = new A; // linker error
}

对于堆栈上的对象it works fine。但是对于new（不是malloc）在堆上的分配，它给出了链接器错误：

undefined reference to `vtable for A'

Answer 1

因为 malloc 不会调用（或在这种情况下尝试调用）A 的构造函数，而 new 会。

此代码编译并记录 GCC 发生链接器错误的位置：

#include <cstdlib>

struct A
{
  virtual void foo();  // unused and unimplemented
  virtual void bar () {}
};

int main ()
{
  A obj;        // linker error
  A* pm = (A*) malloc(sizeof(A)); // ok
  A* pn = new A; // linker error
}

Answer 2

首先，此代码不可编译，因为在 C++ 中，void * 无法隐式转换为 A *。需要显式转换。

其次，malloc 的示例完全不相关。 malloc 分配原始内存，与任何特定类型绝对无关。在这种情况下，malloc 知道注意到任何A，并且它不会创建A 类型的对象。

出于这个原因，这个问题的真实示例应该如下所示

struct A
{
  virtual void foo();  // unused and unimplemented
  virtual void bar () {}
};

int main ()
{
  A obj;        // ok
  A* pn = new A; // linker error
}

问题是为什么第一个声明没有产生类似的错误，而第二个声明却产生了。

从形式的角度来看，您的程序是无效的，因为它违反了 C++ 语言的形式要求（特别是 ODR）。在实践中，这两个声明可能或应该产生相同的错误，因为在这两种情况下，对象都需要一个指向 VMT 的指针。在这种情况下，无法创建 VMT，因为某些函数未定义。但是，第一个声明只是因为编译器能够针对第一个声明（而不是第二个声明）优化所有对 VMT 的引用而忽略了。编译器也很可能能够优化整个 obj 对象，因为它没有在其他任何地方引用。

在 GCC 中（因为您似乎在使用 GCC）很容易为第一个声明触发相同的错误

struct A
{
  virtual void foo();  // unused and unimplemented
  virtual void bar () {}
};

int main ()
{
  A obj; // linker error
  A *p = &obj;
  p->bar(); 
}

即使未定义函数foo 在此代码中仍未使用，上述代码也会在 GCC 中产生相同的链接器错误。

换句话说，只需添加足够数量的代码，让编译器相信对象的 VMT 是必需的。在这种情况下，声明之间的行为差​​异与 C++ 语言无关。这只是特定于您的编译器的实现问题。

Answer 3

你不能留下一个未实现的虚函数，即使它是“未使用的”（因为它实际上是由 vtable 使用的）。这是代码中的错误。

由于编译器中 vtable 的特殊实现，该错误以这种特殊方式表现出来。您没有实现 first 虚函数。每当编译器看到类的第一个虚函数的实现时，它就会插入 vtable。既然没有，也就没有vtable。

如果您未实现第二个函数，链接器将抱怨该特定函数，而不是 vtable。

[编辑] 您的编译器可能优化了堆栈上的A 的副本，这就是链接器没有抱怨的原因。

malloc 行实际上并没有引用 A 类型的对象，这就是它不会产生链接器问题的原因。不过，这一行还有另一个问题：它不应该编译。 malloc 返回 void*，它不会在没有强制转换的情况下转换为其他类型的指针。

Answer 4

如果A 是，该标准只需要A::foo 的一种实现 在程序的任何地方实例化。不管是否 实例化是通过局部变量的声明或通过 一种新的表达方式。但是，如果此规则是，则不需要诊断 破碎的;如果您没有提供声明，或者您提供了两个或更多， 这只是未定义的行为。编译器所做的任何事情都是 “正确的”。在这种情况下，它可能发生的情况是：

• 需要定义的原因是因为它在 vtable 中被引用，

• A 的构造函数是内联的，因此初始化 vptr（并触发 vtable 的实例化）的代码对编译器是完全可见的，

• 由于该对象的所有使用对编译器都是可见的，因此它可以看到从未使用过 vptr，因此它只是将其抑制。

• 并且没有vptr，就不需要生成vtable，也就没有虚函数的引用。

总而言之，这取决于编译器如何优化；你可能会得到一个错误 对于本地声明和新表达式，或者两者都不是， 或为一个而不是另一个。它可能取决于优化 选项，或其他。就 C++ 而言，它可能取决于 月相，而不是错误，你可能会简单地得到 运行时崩溃的代码（但我首先陈述的场景是 最有可能）。

Answer 5

不使用是无关紧要的。定义所有虚函数。就这么简单。

您的自动存储持续时间对象（您选择称为“堆栈上”的对象）未[多态地]使用，因此您无法获得诊断。这样做是不对的。