提供纯虚函数的定义

Question

我是一名 Java 程序员，对提供纯虚函数的定义感到困惑。在 Java 中，我习惯于将抽象方法视为我们将在基类中提供定义的方法。但下面的代码是完全有效的：

#include <iostream>

struct A
{
    virtual ~A() = 0;
};

A::~A(){ std::cout << "~A()" << std::endl; }

struct B : A
{
    ~B(){ std::cout << "~B()" << std::endl; }
};

A *a = new B;

int main()
{
    delete a;
}

但是如果我们尝试做这样的事情：

#include <iostream>

struct A
{
   virtual ~A() = 0;
   virtual void foo() = 0;
};

void A::foo(){ }
A::~A(){ std::cout << "~A()" << std::endl; }

struct B : A
{
    ~B(){ std::cout << "~B()" << std::endl; }
};

A *a = new B;

    
int main()
{
    delete a;
}

编译器会抱怨没有提供纯虚函数的定义。为什么我们可以在命名空间作用域中定义纯虚析构函数，但对于普通的成员函数却不能这样做。

这是例外而不是规则？

Answer 1

您可以定义任何纯虚成员函数。但是，即使您定义了

A::foo

，它仍然是纯的，因此

A

和

B

仍然是抽象类，可能不会被实例化。这将是您的编译器可能发出的任何错误的原因。

Answer 2

您显然对第二版代码中的错误原因感到困惑。

在命名空间范围内为纯虚函数（任何纯虚函数）提供定义没有任何问题。它是析构函数还是常规函数并不重要。没有编译器会抱怨这一点。

您在代码的第二个版本中提供的

A::foo

的定义完全合法，不会引起编译器的投诉。第二个代码的唯一问题是

B

不会覆盖

foo

。因此

B

仍然是一个抽象类。并且您正在尝试实例化它。

在代码的第一个版本中，唯一从

B

继承的纯函数

A

是析构函数，并且在

B

中提供了析构函数的非纯定义。所以，

B

不再是抽象类，可以合法实例化。

在代码的第二个版本中，

B

从

A

继承了两个纯虚函数 - 析构函数和

foo

。由于您没有在

foo

中重写

B

，因此

B

仍然是一个抽象类，无法实例化。

仅此而已。该错误与为命名空间范围内的纯虚函数提供主体的能力无关。

Answer 3

当我使用 g++ 4.8.2 编译上述程序时，我收到以下消息：

编译命令：

g++ -Wall -std=c++11     socc.cc   -o socc

错误信息：

socc.cc:17:12: error: cannot allocate an object of abstract type ‘B’
 A *a = new B;
            ^
socc.cc:12:8: note:   because the following virtual functions are pure within ‘B’:
 struct B : A
        ^
socc.cc:9:6: note:  virtual void A::foo()
 void A::foo(){ }
      ^
make: *** [socc] Error 1

错误消息的要点是

B

是一个抽象类型，因为它不提供重写

void foo();

，它在基类中声明为纯虚函数。

A::foo()

的定义并不违法。以下程序运行良好：

#include <iostream>

struct A
{
   virtual ~A() = 0;
   virtual void foo() = 0;
};

void A::foo(){ }
A::~A(){ std::cout << "~A()" << std::endl; }

struct B : A
{
    ~B(){ std::cout << "~B()" << std::endl; }
     void foo() {}  // Need this to be able to instantiate B.
};

A *a = new B;

int main()
{
    delete a;
}