使用基类中的函数静态调用纯虚函数的派生类实现

Posted 2023-02-23

【中文标题】使用基类中的函数静态调用纯虚函数的派生类实现

【英文标题】：Calling a derived-class implementation of a pure virtual function statically using a function in the base class

【发布时间】：2014-05-02 15:11:29

【问题描述】：

在***的其他地方有一些关于这个话题的讨论，但我还没有真正找到我的问题的明确答案。

我的设置是这样的：

class BaseClass

    virtual short return_number_for_thing1(std::string thing1)=0; //note the pure virtual
    virtual short return_number_for_thing2(std::string thing2)=0;
    virtual short return_number_for_thing(std::string thing); //virtual is probably not necessary here, I can get rid of it if need be


short BaseClass::return_number_for_thing(std::string thing)
 //pretend thing1 and thing2 are enum'ed somewhere
    if      (thing == thing1) return return_number_for_thing1(thing);
    else if (thing == thing2) return return_number_for_thing2(thing);


class DerivedClass1 : BaseClass

    short return_number_for_thing1(std::string thing1);
    short return_number_for_thing2(std::string thing2);


class DerivedClass2 : BaseClass

    short return_number_for_thing1(std::string thing1);
    short return_number_for_thing2(std::string thing2);

我的问题是，为什么我不能写这样的代码：

short number_i_want = DerivedClass2::return_number_for_thing(thing);

我有点理解尝试从 BaseClass 指针调用 return_number_for_thing 没有意义，因为它不知道是调用 DerivedClass1 还是 DerivedClass2 的例程，但如果我给它 DerivedClass2 的范围，应该它能够弄清楚我想要什么吗？现在，我在需要时创建了一个 DerivedClass2 或 DerivedClass1 的空白实例，但在我看来我不应该这样做。

【问题讨论】：

没有一个方法被声明为static，所以它们需要一个类的实例才能被调用。

没有像静态虚函数这样的东西，句号。

嗯，这是麻烦的一部分。我可以将 return_number_for_thing 声明为静态，但我不能将 return_number_for_thing1 或 return_number_for_thing2 声明为静态，即使在派生类中也是如此，因为编译器告诉我它不能既是虚拟的又是静态的。将 return_number_for_thing 声明为静态是不够的。

拥有多态静态方法简直是个悖论，如果你已经知道类型就不需要多态了吗？

πάντα ῥεῖ，如果你喜欢，建议一个不同的标题

【参考方案1】：

在 C++ 中，虚拟和静态不能混用。

virtual = 具体操作取决于对象的类型。 static = 你不需要对象。

当然可以想象这样的事情。如果 C++ 有类似元类型的东西，允许您将常规类型视为对象，那么它就不再是一个奇怪的想法了。

伪代码（使用虚构的语法）：

void f(Class base_class)

   base_class.StaticMethod();


struct Base

  virtual static StaticMethod(); // impossible in C++
;

struct Derived : Base

  virtual static StaticMethod(); // impossible in C++
;

f(Base); // impossible in C++
f(Derived); // impossible in C++

创建静态虚函数之类的东西的愿望有时是真正需要的症状（C++ 无法立即满足）：将类型视为对象。

【参考方案2】：

您可以创建一个函数 virtual 或 static ，而不是两者兼而有之。

虚函数必须有一个需要对象实例的 vtable 指针，而静态函数（根据定义）不能有与其相关的实例。

如果您将函数声明为例如：

virtual short return_number_for_thing1(std::string thing1)=0;

那么您必须创建一个实例并使用它，例如m_Instance->return_number_for_thing1(...)（但由于您没有使用任何成员变量，这似乎没有任何意义）。

如果您将函数声明为静态：

static short return_number_for_thing1(std::string thing1)

然后您必须静态调用函数BaseClass::return_number_for_thing1()，如果您在派生类中提供相同函数的静态版本，它现在将成为覆盖，您可以选择在编译时使用BaseClass::return_number_for_thing1 或@ 调用哪个函数987654326@..

您的问题仍然没有真正的意义，因为您不能静态使用虚函数。静态暗示你想在没有任何实例的情况下使用它，它就像一个 c 函数但隐藏在类的命名空间中（并且遵守隐私）。虚函数需要一个实例来操作。

【参考方案3】：

制作static virtual 方法是不可能的，引用C++11 standard N3337 - 10.3.10：

[ 注意：virtual 说明符意味着成员资格，所以 virtual 函数不能是非成员 (7.1.2) 函数。 虚拟也不能 函数是静态成员，因为虚函数调用依赖于 用于确定调用哪个函数的特定对象。一个虚拟的 在一个类中声明的函数可以在另一个类中声明为友元 班级。 ——尾注]

【讨论】：

显然我的标题已经将注意力从实际问题上移开......我已经更改标题以更能反映我实际尝试做的事情

虚拟函数与实例绑定。您可以创建静态实例（单例）并像这样使用它：DerivedClass2::Instance().return_number_for_thing(thing);