为啥虚拟分配的行为与相同签名的其他虚拟功能不同？

Posted 2023-02-25

【中文标题】为啥虚拟分配的行为与相同签名的其他虚拟功能不同？

【英文标题】：Why does virtual assignment behave differently than other virtual functions of the same signature?为什么虚拟分配的行为与相同签名的其他虚拟功能不同？

【发布时间】：2010-11-01 10:31:31

【问题描述】：

在玩实现虚拟赋值运算符时，我以一个有趣的行为结束。这不是编译器故障，因为 g++ 4.1、4.3 和 VS 2005 具有相同的行为。

基本上，就实际执行的代码而言，virtual operator= 的行为与任何其他虚函数不同。

struct Base 
   virtual Base& f( Base const & ) 
      std::cout << "Base::f(Base const &)" << std::endl;
      return *this;
   
   virtual Base& operator=( Base const & ) 
      std::cout << "Base::operator=(Base const &)" << std::endl;
      return *this;
   
;
struct Derived : public Base 
   virtual Base& f( Base const & ) 
      std::cout << "Derived::f(Base const &)" << std::endl;
      return *this;
   
   virtual Base& operator=( Base const & ) 
      std::cout << "Derived::operator=( Base const & )" << std::endl;
      return *this;
   
;
int main() 
   Derived a, b;

   a.f( b ); // [0] outputs: Derived::f(Base const &) (expected result)
   a = b;    // [1] outputs: Base::operator=(Base const &)

   Base & ba = a;
   Base & bb = b;
   ba = bb;  // [2] outputs: Derived::operator=(Base const &)

   Derived & da = a;
   Derived & db = b;
   da = db;  // [3] outputs: Base::operator=(Base const &)

   ba = da;  // [4] outputs: Derived::operator=(Base const &)
   da = ba;  // [5] outputs: Derived::operator=(Base const &)

效果是，通过在通过真实派生对象调用时调用运算符的基本版本（ [1]) 或派生引用 ([3])，而当通过基引用 ([2]) 调用时，或者当左值或右值是基引用而另一个是派生引用 ([ 4],[5])。

对这种奇怪的行为有什么合理的解释吗？

【参考方案1】：

事情是这样的：

如果我将 [1] 更改为

a = *((Base*)&b);

然后事情就会按照您的预期进行。 Derived 中有一个自动生成的赋值运算符，如下所示：

Derived& operator=(Derived const & that) 
    Base::operator=(that);
    // rewrite all Derived members by using their assignment operator, for example
    foo = that.foo;
    bar = that.bar;
    return *this;

在您的示例中，编译器有足够的信息来猜测 a 和 b 的类型为 Derived，因此他们选择使用上面调用您的自动生成的运算符。这就是你得到[1]的方式。我的指针转换强制编译器按照你的方式去做，因为我告诉编译器“忘记”b 的类型是Derived，所以它使用Base。

其他结果同理。

【讨论】：

这里不涉及猜测。规则非常严格。

谢谢，真正的答案（已由三个人发布）是编译器为派生类生成的 operator= 隐式调用 Base::operator=。我将其标记为“已接受的答案”，因为它是第一个。

a = static_cast<Base &>(b); 将是一种避免 C 风格转换的方法（这会带来意外进行重新解释转换的风险）

【参考方案2】：

在这种情况下有三个 operator=：

Base::operator=(Base const&) // virtual
Derived::operator=(Base const&) // virtual
Derived::operator=(Derived const&) // Compiler generated, calls Base::operator=(Base const&) directly

这解释了为什么在案例 [1] 中看起来 Base::operator=(Base const&) 被称为“虚拟”。它是从编译器生成的版本中调用的。这同样适用于案例[3]。在情况 2 中，右侧参数 'bb' 的类型为 Base&，因此无法调用 Derived::operator=(Derived&)。

【参考方案3】：

没有为派生类定义用户提供的赋值运算符。因此，编译器合成一个，并且内部基类赋值运算符是从派生类的合成赋值运算符中调用的。

virtual Base& operator=( Base const & ) //is not assignment operator for Derived

因此，a = b; // [1] outputs: Base::operator=(Base const &)

在派生类中，基类赋值运算符已被覆盖，因此，被覆盖的方法在派生类的虚拟表中获取一个条目。当通过引用或指针调用方法时，由于在运行时解析 VTable 条目，将调用派生类覆盖的方法。

ba = bb;  // [2] outputs: Derived::operator=(Base const &)

==>内部 ==> (Object->VTable[赋值运算符]) 获取对象所属类的VTable中赋值运算符的入口并调用方法。

【参考方案4】：

如果您未能提供适当的operator=（即正确的返回和参数类型），则默认的operator= 由编译器提供，它会重载任何用户定义的operator=。在您的情况下，它会在复制派生成员之前调用Base::operator= (Base const& )。

查看link 了解有关 operator= 被虚拟化的详细信息。

【参考方案5】：

原因是编译器提供了默认赋值operator=。 在场景 a = b 中调用它，并且我们知道默认内部调用基本赋值运算符。

更多关于虚拟赋值的解释可以在：https://***.com/a/26906275/3235055