静态函数可以在 C++ 中是虚拟的吗？

Question

我发现了一些关于我上述问题的陈述，但有不同的说法：

1. 静态成员函数不能访问类的非静态数据成员/函数。 vPTR 是非静态数据成员，因此静态成员函数无法访问 vPTR。

2. 不，因为它在 C++ 中没有任何意义。

   当你有一个类实例的指针/引用时，就会调用虚拟函数。静态函数不绑定到特定实例，它们绑定到类。 C++ 没有指向类的指针，因此没有可以虚拟调用静态函数的场景。

哪一个是正确的，出于什么原因？

Answer 1

不，静态函数在 C++ 中不能是虚函数。

如果函数不依赖于类的任何成员，但在某种意义上依赖于类型，它有时会很有用：

struct Animal
{
    static virtual std::string whatNoiseDoIMake() = 0;
};

struct Dog : Animal
{
    static std::string whatNoiseDoIMake()
    {
        return "woof"s;
    }
};

它不属于该语言的原因是它没有被 C++ 标准委员会提议和接受。我的示例可以使用类型特征来解决，这削弱了允许此类构造的情况。

至于const，这确实是关于修改非mutable 类成员的可能性。编造一个有意义的 const static 成员函数示例更难。也许它可以适用于static 成员，但是这样的成员无论如何都可以通过:: 访问，但（有趣的是）访问说明符被丢弃了。

Answer 2

哪个是正确的，确切的原因是什么？

1. 静态成员函数不能访问类的非静态数据成员/函数。 vPTR 是非静态数据成员，因此静态成员函数无法访问 vPTR。

2. 不，因为它在 C++ 中没有任何意义。

   当你有一个类实例的指针/引用时，就会调用虚拟函数。静态函数不绑定到特定实例，它们绑定到类。 C++ 没有指向类的指针，因此没有可以虚拟调用静态函数的场景。

第一个说法是正确的，静态成员函数无法访问*this 指针，它们具有类作用域。静态成员由类的所有实例共享。

在第二个陈述中，第一部分是基于意见的，可以说它可能有用，as @Bathsheba points out。第二部分是正确的。

无论使用这种结构的意义或优点如何，标准都清楚地说明了为什么不允许使用虚拟静态成员函数：

11.7.2 虚函数 [class.virtual#11]

[ 注意：virtual 说明符暗示成员资格，因此虚函数不能是非成员 ([dcl.fct.spec]) 函数。 虚函数也不能是静态成员，因为虚函数调用依赖于特定对象来确定调用哪个函数。 在一个类中声明的虚函数可以在另一个类中声明为朋友 ([class.friend])。 ——尾注 ]

Answer 3

不，他们不能。

虚拟成员旨在处理类的实例。

静态成员不处理实例，它们只与类有关。

由于没有与任何实例的连接，您将如何根据实例（如在动态多态中）选择调用哪个“虚拟静态”函数？

这只是两种具有相互排斥依赖关系的不同机制。

Answer 4

静态函数在 C++ 中可以是虚函数吗？

没有。

静态成员函数不能访问类的非静态数据成员/函数。

这不太对：静态方法绝对可以访问非静态（实例）成员...... 如果你给他们一个实例。他们有访问权限，只是没有可操作的默认this 对象。

vPTR 是非静态数据成员，因此静态成员函数无法访问 vPTR

我们不需要详述 vtable 等实现细节。说虚拟分派依赖于对象的动态类型就足够了，如果你没有一个对象，那么虚拟分派就不会产生类型歧义。

C++ 没有指向类的指针，因此没有可以虚拟调用静态函数的场景

请注意，在具有此功能的语言中，您仍然不需要用于静态虚拟的特殊系统 - 通常只是类 是 对象。所以在这种情况下，普通类的静态方法仍然是类object的实例方法。

Answer 5

第一个语句假定一个“vptr”。这指的是 C++ 编译器中的一种常见实现技术，其中每个具有虚函数的对象都包含一个指向某个“vtable”的隐藏指针，而该指针又包含指向虚函数的指针。

然而，这是那些编译器的实现细节。他们选择了该实现因为它是 C++ 标准允许的可能实现。

它被允许的原因之一是因为 C++ 标准说你总是需要一个对象来调用一个虚函数，所以总是有一个对象来存储这个“vptr”。

因此，第一个答案混淆了因果关系。实现可以使用“vptr”因为虚函数需要一个对象，因此不能是static，反之亦然。

Answer 6

静态函数在 c++ 中不能是虚拟的，因为这个概念会导致编译错误并且基本上在运行时解决