在派生类型中重写纯虚函数的意外行为[重复]

Question

这是我认为我理解 C++ 虚方法相当好的情况之一，然后出现了一个例子，我意识到，遗憾的是，我没有。有没有读过这篇文章的人可以理解以下内容？

这是一些测试代码，我在其中定义了一个非常简单的基类（实际上只是一个双元素结构），一个包含虚拟 void 方法的抽象模板类，然后是一个从它们两者显式继承的派生类用具体方法覆盖虚拟 void 方法。

#include <string.h>  // For memcpy
#include <vector>    // For std::vector

struct int_array_C
{
    int  n;
    int* contents;
};

template <typename T> class array_template
{
public:
    array_template<T>() {}

    array_template<T>(const array_template<T> &source) 
    {
        *p_n = *(source.p_n);
        setPointers(&(source.local_contents[0]));
    }

    // ..and in reality, a bunch of other array manipulation functions

protected:
    virtual void setPointers(const T* data) = 0;

    int *p_n;
    std::vector<T> local_contents;
};

class int_array : public int_array_C, public array_template<int> 
{
public:
    int_array() : array_template<int>() 
    { 
        n = 0; contents = NULL; 
    }

protected:
    virtual void setPointers(const int* data)
    {
        p_n = &n;
        local_contents.resize(n);
        memcpy(static_cast<void *>(&local_contents[0]), 
               static_cast<const void *>(data), n*sizeof(int));
        contents = &local_contents[0];
    }
};

int main()
{
    int_array myArray;
    int_array yourArray(myArray);
    return 1;
}

在 main() 的第二行调用复制构造函数时，参数是派生类的实例，该类具有具体的 setPointers() 方法。因此，当调用模板类的复制构造函数并遇到对 setPointers() 的调用时，我希望多态性规则开始生效并调用 派生 类的 setPointers() 方法。

事实上，编译器对此感到窒息；在编译时我收到警告说

"Warning: call of pure virtual function at line 18" 

在链接时链接器失败并显示一条消息

error LNK2019: unresolved external symbol "protected: virtual void __cdecl array_template<int>::setPointers(int const *)" (?setPointers@?$array_template@H@@MEAAXPEBH@Z) referenced in function "public: __cdecl array_template<int>::array_template<int>(class array_template<int> const &)" (??0?$array_template@H@@QEAA@AEBV0@@Z)

在 Windows 上使用 Visual C++ 和 Intel C++ 以及在 Linux 上使用 gcc 会发生完全相同的事情（错误消息的文本略有不同），因此这显然是对语言规则的真正违反，而不仅仅是编译器的怪癖。但我看不出问题出在哪里。

那么，我做错了什么，我怎样才能使这项工作按预期进行？

Answer 1

在执行类T 的构造函数主体时，动态类型为T。因此，此处对纯虚拟 T 成员函数的任何直接或间接调用都是无效的。这是 C++ 的一些额外类型检查安全性，确保在派生类子对象正确初始化（或至少有机会）之前不会意外进入派生类代码。

但是，我不明白为什么会导致链接错误。

关于解决方案，这里是a FAQ；本质上，您必须以某种方式将派生类功能或数据传递给基类，并且有很多方法可以做到这一点。碰巧我曾经说服马歇尔包括那个常见问题解答项目。所以我可以在某种程度上声称它是我对你问题的回答。 :-)

---

更新原始代码行为。

添加以下内容：

template< class T >
void array_template<T>::setPointers( const T* data )
{
    using namespace std;
    clog << "!pure virtual setPointers called!" << endl;
}

事实证明，Visual C++ 12.0 和 g++ 4.8.2 都调用了它。

调用是未定义的行为，所以两个编译器都有权产生这种行为，但它仍然让我感到惊讶。我认为他们会在 vtable 中放置一个指向某些错误函数的指针。无论如何，它解释了这两个编译器的链接错误。

Answer 2

Paul Griffiths 在我原来的问题下发表了评论：

“你不能从基类构造函数中调用派生类的虚函数，因为在调用它的时候派生类还没有被构造出来。”

这是关键：调用发生在构造函数中，并且因为基类的构造函数在派生类存在之前被调用，所以 还没有具体版本的 setPointers 可以调用（至少，不在正在创建的新对象中；作为参数传递的旧对象有一个这一事实与此无关）。

解决方案非常简单：将复制构造函数完全移出模板并将其放置在派生类中。它只是一个两行函数，因此对我的十几个派生类中的每一个都执行此操作并不会太痛苦，并且它解决了问题。

[注：如果有人想知道这一切有什么帮助，这是一个大型混合语言应用程序的一部分。我想拥有一组容器函数，它们在 C++ 中使用时具有 std::vector 的功能，这样我就可以随意调整大小、引用、复制等，然后传递给一个只需要基础的普通 C 子例程结构。除了模板复制构造函数之外的所有东西都已经运行了很长时间了！]

Answer 3

您不能从基类构造函数调用virtual 方法并获取派生类方法：这些方法是在构造基类之后设置的。

尝试更改继承的布局：

class int_array_impl:public int_array_C{...};
template<class T,class B>class array_template:public B{
  //...
};
typedef array_template<int, int_array_impl> int_array;

使该方法成为非虚拟方法，去掉 array_template 中的纯虚拟内容，然后直接调用 this->method。如果B 有，就会被调用。

前向构造函数，或者在array_template 下有一个提供自定义构造函数的第四类。