Effective C++读书笔记——item9(不要在构造，析构函数中调用虚拟函数)

核心问题阐述

在 C++ 中，不应在构造（construction）或析构（destruction）期间调用虚拟函数（virtual functions），因为这样的调用不会按预期工作，会引发意想不到的问题，甚至导致未定义行为和调试难题。这一情况在从 Java、C# 等语言转过来的程序员使用 C++ 时也需重点关注。

示例及原理分析

示例情况
以模拟股票交易的类继承体系为例，包含基类Transaction以及派生类BuyTransaction、SellTransaction等，在Transaction的构造函数中调用了纯虚函数logTransaction，当创建BuyTransaction对象时，实际调用的logTransaction版本是Transaction中的那个，而非BuyTransaction中的版本。这是因为基类构造期间，虚拟函数不会向下匹配到派生类，此时对象的行为就好像它只是基类型。

class Transaction {                               // base class for all
public:                                           // transactionsTransaction();virtual void logTransaction() const = 0;        // make type-dependent// log entry...
};Transaction::Transaction()                        // implementation of
{                                                 // base class ctor...logTransaction();                               // as final action, log this
}                                                 // transactionclass BuyTransaction: public Transaction {        // derived class
public:virtual void logTransaction() const;            // how to log trans-// actions of this type...
};class SellTransaction: public Transaction {       // derived class
public:virtual void logTransaction() const;             // how to log trans-// actions of this type...
};

原理剖析
基类构造函数先于派生类构造函数执行，在基类构造时，派生类数据成员还未初始化，若虚拟函数调用能向下匹配到派生类，而派生类函数往往涉及未初始化的局部数据成员，就会产生未定义行为。并且在派生类对象的基类构造期间，对象类型被视为基类类型，像涉及运行时类型信息的dynamic_cast等语言构件也按此看待对象。析构过程同理，进入基类析构函数时，对象就成为基类对象，相关语言构件也按此认定。

隐藏问题及检测难度

如果将共通的初始化代码（包含对虚拟函数的调用）放入私有非虚拟初始化函数中，问题会更隐蔽，可能躲过编译器和连接程序的检查，导致程序运行出现异常（比如调用纯虚函数时程序会异常中止，若是非纯虚函数且有实现则会调用错误版本继续运行）。

class Transaction {
public:Transaction(){ init(); }                                     // call to non-virtual...virtual void logTransaction() const = 0;...private:void init(){...logTransaction();                             // ...that calls a virtual!}
};

解决办法

class Transaction {
public:explicit Transaction(const std::string& logInfo);void logTransaction(const std::string& logInfo) const;   // now a non-// virtual func...
};Transaction::Transaction(const std::string& logInfo)
{...logTransaction(logInfo);                                 // now a non-
}                                                          // virtual callclass BuyTransaction: public Transaction {
public:BuyTransaction( parameters ): Transaction(createLogString( parameters ))              // pass log info{ ... }                                                  // to base class...                                                     // constructorprivate:static std::string createLogString( parameters );
};

将Transaction中的logTransaction转变为非虚拟函数，让派生类构造函数将必要的日志信息传递给基类构造函数，比如通过派生类中创建辅助的静态函数生成要传递的信息，避免触及仍未初始化的数据成员，以此来补偿不能在基类构造过程中使用虚拟函数向下匹配的情况。