mixin 类中的多态性 - 虚函数

Question

我目前正在阅读有关 mixin 类的信息，我想我或多或少地理解了所有内容。我唯一不明白的是为什么我不再需要虚函数了。 （见here和here）

例如Greatwolf 在his answer 中写道，不需要虚函数。这是示例：（我只是复制了基本部分）

struct Number
{
  typedef int value_type;
  int n;
  void set(int v) { n = v; }
  int get() const { return n; }
};

template <typename BASE, typename T = typename BASE::value_type>
struct Undoable : public BASE
{
  typedef T value_type;
  T before;
  void set(T v) { before = BASE::get(); BASE::set(v); }
  void undo() { BASE::set(before); }
};

typedef Undoable<Number> UndoableNumber;

int main()
{
  UndoableNumber mynum;
  mynum.set(42); mynum.set(84);
  cout << mynum.get() << '\n';  // 84
  mynum.undo();
  cout << mynum.get() << '\n';  // 42
}

但是如果我做这样的事情现在会发生什么：

void foo(Number *n)
{
  n->set(84);    //Which function is called here?
}

int main()
{
  UndoableNumber mynum;
  mynum.set(42);
  foo(&mynum);
  mynum.undo();
  cout << mynum.get() << '\n';  // 42 ???
}

mynum 有什么价值，为什么？多态性在foo()?! 中是否有效？

Answer 1

n->set(84); //这里调用了哪个函数？

Number::set 将在此处调用。

多态在 foo() 中有效吗？！？

不，没有virtual。如果您尝试该代码，您将得到一个未指定的值，因为根本没有设置 before。

LIVE

Answer 2

我在 VS 2013 中编译了您的代码，它给出了一个未指定的数字。

你的结构中没有构造函数，这意味着之前的变量没有初始化。

Answer 3

您的代码示例调用了未定义的行为，因为您尝试在int 变量n 处于无效状态时进行读取。问题不在于将打印什么值。您的程序不需要打印任何东西，或做任何有意义的事情，尽管您可能使用的机器上未定义的行为只会在n 中将自己呈现为看似随机的值，或者它主要显示为 0 .

如果您允许编译器检测此类问题，它可能会给您一个重要提示，例如：

34:21: warning: 'mynum.Number::n' is used uninitialized in this function [-Wuninitialized]

但是，未定义的行为甚至在此之前就开始了。下面是它是如何发生的，一步一步来：

UndoableNumber mynum;

这还会创建带有未初始化的n 的Number 子对象。 n 是 int 类型，因此可以将其各个位设置为所谓的 trap representation。

mynum.set(42);

这会调用派生类set 函数。在set 内部，尝试将before 成员变量设置为未初始化的n 值，并带有可能的陷阱表示：

void set(T v) { before = BASE::get(); BASE::set(v); }

但你不能安全地做到这一点。 before = BASE::get() 部分已经错了，因为Base::get() 复制了int 与可能的陷阱表示。 这已经是未定义的行为。

这意味着从现在开始，C++ 作为一种编程语言不再定义会发生什么。对程序的其余部分进行推理是没有实际意义的。

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不过，让我们暂时假设副本会很好。之后还会发生什么？

Base::set 被调用，将n 设置为有效值。 before 保持之前的无效状态。

现在foo 被调用：

void foo(Number *n)
{
  n->set(84);    //Which function is called here?
}

基础类set被调用是因为n的类型是Number*，而set是非虚拟的。

set 愉快地将n 成员变量设置为84。派生类before 仍然无效。

现在调用undo 函数并执行以下操作：

BASE::set(before);

在此分配之后，n 不再是 84，而是设置为无效的 before 值。

最后……

cout << mynum.get() << '\n';

get 返回无效值。您尝试打印它。即使在没有ints 的陷阱表示的机器上，这也会产生未指定的结果（您很可能使用这样的机器）。

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结论：

• C++ 作为一种语言并没有定义你的程序做什么。它可能会打印一些东西，什么也不打印，崩溃或做任何感觉，这一切都是因为你复制了一个未初始化的int。

• 实际上，在典型的最终用户计算机上，崩溃或做任何感觉不太可能，但仍不确定将打印什么。

• 如果您希望在Number* 上调用派生类set，则必须在Number 中将set 设为virtual 函数。

  李>