基类构造函数真的在派生类构造函数之前调用吗

Posted 2023-02-21

【中文标题】基类构造函数真的在派生类构造函数之前调用吗

【英文标题】：Is base class constructor really called before derived class constructor

【发布时间】：2014-11-17 18:59:46

【问题描述】：

我知道这个问题有明确的答案：首先调用基类构造函数，然后调用派生类构造函数。

但我不完全理解“被称为”这个词。是指构造函数的开始使用，还是构造函数的使用结束？换句话说，下面的代码有两种可能的顺序：

BaseClass 构造函数启动 -> BaseClass 构造函数完成 -> DerivedClass 构造函数启动 -> DerivedClass 构造函数完成。

DerivedClass 构造函数启动 -> BaseClass 构造函数启动 -> BaseClass 构造函数完成 -> DerivedClass 构造函数完成。

哪一个应该是正确的顺序？如果 1 是正确的，编译器怎么知道在我们初始化 DerivedClass 实例之前调用 BaseClass 构造函数？

似乎情况2是正确的：“调用”应该意味着构造函数的完成。一个后续问题是析构函数怎么样？我知道标准答案是“首先调用派生类的析构函数”。那么正确的顺序是：

DerivedClass 析构函数启动 DerivedClass 析构函数完成 BaseClass 析构函数启动 BaseClass 析构函数完成

谢谢

class BaseClass 
public:
    BaseClass() 
        cout << "BaseClass constructor." << endl;
    
;

class DerivedClass : public BaseClass 
public:
    DerivedClass() : BaseClass() 
        cout << "DerivedClass constructor." << endl;
    
;

int main() 
    DerivedClass dc;

【问题讨论】：

你为什么不运行程序并找出答案？

试试看，一个重要的座右铭;)。

如果 2 是正确的，那么派生类构造函数中的 where 究竟会不会“注入”基类构造函数？编译器将如何做出该决定？

这实际上是一个有趣的问题：由于派生类的构造函数可以在某个翻译单元 A 中定义，而该类型的对象可以在另一个 B 中构造，编译器不会知道 B 中的哪个基如果有几个要调用的类ctor。也就是说，必须在调用基类 ctor 之前使用派生类 ctor 的 一些 部分。

运行代码，查看消息的顺序。

【参考方案1】：

[class.base.init]/10，强调我的：

在非委托构造函数中，初始化在 以下顺序：

首先，并且只针对最 派生类，虚拟基类被初始化[...]

然后，直接基类被初始化 出现在 base-specifier-list 中的声明顺序 （不考虑 mem-initializers 的顺序）。

然后，非静态 数据成员按照它们在 类定义（同样不管 mem-initializers）。

最后，构造函数体的compound-statement被执行。

也就是说，派生类的ctor首先被“调用”，但在它的复合语句（它的函数体）之前，基类的ctor必须完成。

---

我们可以看到这个顺序的一种方法是在派生类的ctor中使用一个function-try-block：

#include <iostream>

struct Base 
    Base()  throw "Base throwing\n"; 
;

struct Derived : Base
    Derived()
    try : Base()
    
    catch(char const* p) 
        std::cout << p;
    
;

int main() 
    try  Derived d; catch(...)

Live example

function-try-block 可以捕获在基类和成员初始化期间发生的异常。异常被隐式传播：由于无法构造/初始化基/成员，因此无法构造/初始化（派生）对象。

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对于析构函数，[class.dtor]/8

在执行析构函数的主体并销毁主体内分配的所有自动对象后，X 类的析构函数调用 X 的直接非变体非静态的析构函数数据成员，析构函数 对于X 的直接基类，如果X 是最派生类的类型，则其析构函数调用X 的虚拟基类的析构函数。

所有析构函数都被调用，就好像它们被一个合格的引用一样 名称，也就是说，忽略更多派生类中任何可能的虚拟重写析构函数。基类和成员的销毁顺序与其构造函数完成的相反。

如果析构函数是虚拟的，编译器（有时）无法知道必须在析构站点/翻译单元调用哪些析构函数（大多数派生类型及其基类）。因此，析构函数本身必须调用基和成员的析构（至少对于通过动态调度调用的虚拟析构函数）。

【讨论】：

感谢您的 cmets @dyp。您的意思是对于析构函数，构造函数的顺序应该相似吗？ DerivedClass 析构函数开始 -> BaseClass 析构函数开始 -> BaseClass 析构函数完成 -> DerivedClass 析构函数完成。

不，正如引用所说：“在执行析构函数的主体 [...] 之后，X 类的析构函数调用 [...] X 的析构函数直接基类 [...]。”也就是说，顺序是：~Derived() 开始 -> ~Derived() 的主体完成 -> ~Base() 开始 -> ~Base() 的主体完成。对于body的执行，构造函数和析构函数的顺序是相反的。

【参考方案2】：

正确答案是选项 1，但这可以通过实际运行您已经输入的代码来轻松验证

【讨论】：

您无法仅通过观察来验证保证。