编译时如何不知道对象类型？

Question

我目前正在学习动态绑定和虚函数。这是来自 Accelerated C++，第 13 章：

[...] 我们希望在运行时做出决定。也就是说，我们想要 系统根据实际类型运行正确的功能 传递给函数的对象，只有在运行时才知道。

我不明白对象的类型在编译时可能是未知的。从源代码上看是不是很明显？

Answer 1

一点也不。考虑这个例子：

struct A {
  virtual void f() = 0;
};

struct B : A {
  virtual void f() { std::cerr << "In B::f()\n"; }
};

struct C : A {
  virtual void f() { std::cerr << "In C::f()\n"; }
};

static void f(A &a)
{
  a.f(); // How do we know which function to call at compile time?
}

int main(int,char**)
{
  B b;
  C c;
  f(b);
  f(c);
}

当全局函数f被编译时，没有办法知道它应该调用哪个函数。事实上，它每次都需要调用不同的函数。第一次调用f(b)需要调用B::f()，第二次调用f(c)需要调用C::f()。

Answer 2

C++ 有一个指针 的概念，其中变量只保存一个实际对象的“句柄”。实际对象的类型在编译时是未知的，只有在运行时才知道。示例：

#include <iostream>
#include <memory>

class Greeter {
public:
    virtual void greet() = 0;
};

class HelloWorld : public Greeter {
public:
    void greet() {std::cout << "Hello, world!\n";}
};

class GoodbyeWorld : public Greeter {
public:
    void greet() {std::cout << "Goodbye, world!\n";}
};

int main() {
    std::unique_ptr<Greeter> greeter(new HelloWorld);
    greeter->greet();    // prints "Hello, world!"
    greeter.reset(new GoodbyeWorld);
    greeter->greet();    // prints "Goodbye, world!"
}

另请参阅：Vaughn Cato 的回答，它使用 references（这是另一种持有对象句柄的方式）。

Answer 3

假设你有一个指向派生对象的基类指针

Base *pBase = new Derived;

// During compilation time, compiler looks for the method CallMe() in base class
// if defined in class Base, compiler is happy, no error
// But when you run it, the method call gets dynamically mapped to Derived::CallMe()

// ** provided CallMe() is virtual method in Base and derived class overrides it.

pBase->CallMe(); // the actual object type is known only during run-time.