為什么鏈接器在虛擬情況下給出錯誤但在非虛擬情況下卻沒有？

Question

當我有這樣的事情：

class A
{
  virtual void rat();
};

class B : public A
{
  virtual void rat() { ; } //implemented!
};

int main(int argc, char **argv)
{
  A *a = new B;
  delete a;
}

我收到鏈接器錯誤：

除非我讓基礎老鼠變成純粹的虛擬。

但是，當我有這個：

class A
{
  public:
  void rat();
};

int main(int argc, char **argv)
{
  A a;
}

這編譯很好，並沒有給我一個未定義的引用鏈接錯誤，除非我明確嘗試在我的main（ a.rat(); ）中調用鼠函數。 未實現的基類虛函數的規則是什么，然而，在第一個失敗的代碼片段中，它是在派生類中實現的？

Answer 1

當兩個類都定義虛函數時，C ++編譯器需要為類A和B構建vtable 。 要構建A的vtable，編譯器需要A::rat() - 這是引用的來源。

當A沒有虛函數時，從任何地方都沒有引用A::rat ，因此不會出現編譯錯誤。

我相信你知道，你可以通過使A::rat成為一個純虛擬來修復這個錯誤，從而為vtable提供所需的值（在這種情況下，值為零）。

Answer 2

每個非純虛函數都需要實現。

class A 
{ 
   public: void rat(); 
};

int main(int argc, char **argv) 
{ 
  A a; 
}

上面的代碼完全是一個不同的場景。 在您不調用非純虛函數的情況下，您既不會收到編譯器/鏈接器錯誤，因為盡管它在類定義中聲明，但您根本不會調用它。

現在在下面的代碼，編譯器只檢查是否有一個名為成員函數rat()或不A 。

A a;
a.rat();   // Compiler passes. But linker bombs.

現在你應該得到一個鏈接器錯誤。

Answer 3

因為A::rat() 不是純虛擬的，所以它必須具有實現。

Answer 4

標准法律術語是使用ODR ：必須定義使用ODR的函數，否則它是錯誤的。

將函數標記為ODR使用的規則非常復雜，基本上它意味着函數以某種方式使用。 在第二個示例中，未使用該函數，因此不需要。

有一個特別的警告 ： virtual功能（除非它是純粹的） 總是被認為是ODR使用的。

Answer 5

因為C ++標准要求它實現。 來自C ++03§10.3/ 8：

在類中聲明的虛函數應在該類中定義或聲明為純（10.4），或兩者兼有; 但不需要診斷（3.2）。

因此，您需要將其聲明為純（在右括號后面加上= 0后綴）或定義其實現。

至於為何在非虛擬情況下不調用函數時沒有出現錯誤，請參閱C ++03§3.2/ 2-3（強調我的）

2）表達式可能被評估，除非它出現在需要整數常量表達式的地方（見5.19），是sizeof運算符的操作數（5.3.3），或者是typeid運算符的操作數，表達式沒有指定多態類型的左值（5.2.8）。 如果對象或非重載函數的名稱出現在可能已評估的表達式中，則使用該函數。 如果它不是純粹的，則使用虛擬成員函數。 [...]

3）每個程序應該只包含該程序中使用的每個非內聯函數或對象的一個​​定義 ; 無需診斷。 該定義可以在程序中明確顯示，可以在標准或用戶定義的庫中找到，或者（在適當的時候）隱式定義（見12.1,12.4和12.8）。 內聯函數應在每個使用它的翻譯單元中定義。

因此，在非虛擬情況下，如果未使用，則不需要定義。 但是在非純虛擬情況下，即使它沒有在代碼中明確引用，它仍然被認為是由標准使用，因此它的定義是必需的。

另請參見如果不是純粹的虛擬成員函數？ 。