C++中几个值得分析的小问题-c++的问题讨论

下面3个小问题都是我认为C++ Beginner应该能够解答或辨别清楚的。希望我们能通过题目挖掘更多的信息，而不仅仅局限在解题。我最喜欢说的话：能力有限，所以作为抛砖引玉，希望共同讨论，指出错误。

另外，我都是碰到一个觉得有必要记录的问题，就写下来说说，所以每一篇内容可能不是单一主题。

1、先来看一道简单题目。有下面这个继承类：

class Person 
{ 
public: 
void Walk() //普通人的“走” 
{ 
cout << "Person::Walk I am an Ordinary People." << endl; 
}; 
}; 
 
class Student : public Person 
{ 
public: 
void Walk() //学生的“走” 
{ 
cout << "Student::Walk I am a student." << endl; 
}; 
};

你没看错Walk()是非虚函数。请解释下面代码：

Student s; 
Person* pp = &s; 
pp->Walk(); 
 
Student* ps= &s; 
ps->Walk();

结果是这样的：

分析：Walk()是非虚函数，被静态绑定所限制，所以pp、ps是什么类型就决定了调用的版本。这里，我还要说明的一点是：明白接口继承和实现继承。声明一个non-virtual函数的目的是为了令derived class继承函数的接口及一份强制性实现。所以，绝不要重新定义继承而来的non-virtual函数。

2、下面这个问题实质上也是静态绑定与动态绑定的问题，但看起来不那么明显。

class Shape 
{ 
public: 
enum ShapeColor{Red, Green, Blue}; //形状颜色 
 
virtual void Draw(ShapeColor color = Red) const = 0; 
}; 
 
class Circle : public Shape 
{ 
public: 
virtual void Draw(ShapeColor color) const 
{ 
cout << "I am Circle::Draw. "; 
cout << "My color = " << color << endl; 
} 
}; 
 
class Rectangle : public Shape 
{ 
public: 
virtual void Draw(ShapeColor color = Green) const //缺省的参数值被更改了 
{ 
cout << "I am Rectangle::Draw. "; 
cout << "My color = " << color << endl; 
} 
};

我主要想说两个问题。

（1）当你下面这样调用时，请解释会发生什么情况。

Circle cr; //(1) 编译不通过 
cr.Draw(); 
Shape *ps = &cr; //(2) 
ps->Draw();

没错，(1)通过对象调用而不指定参数是错误的，而(2)的结果是这样的：color = 0代表Red这你应该是知道的。

分析：通过对象调用是静态绑定，一定要指定参数值，因为静态绑定这个函数不从base class继承缺省参数值。动态绑定却可以从base class继承参数值。注意，这里我就不强调动态绑定和静态绑定的概念了，但下面这个一定是静态绑定：

Circle cr; 
Circle *ps = &cr; //这还是静态绑定，静态类型Circle *，编译不通过 
ps->Draw();

（2）第二个我想说的问题，请解释下面的调用结果。

Shape* ps1 = new Rectangle; 
ps1->Draw(); 
Shape* ps2 = new Circle; 
ps2->Draw();

是这样令人可喜的结果：

你是说，你在Rectangle中已经将Draw的缺省值改为1（Green）了，怎么没效果？

分析：Rectangle::Draw的缺省参数值为GREEN，但ps2的静态类型为Shape*，所以此调用的缺省参数值来自Shape class。

如果你非要让Rectangle::Draw的参数有所改变，可以这样调用（提供参数）：

Shape* ps4 = new Rectangle; 
ps4->Draw(Shape::Green); 
Shape* ps5 = new Circle; 
ps5->Draw(Shape::Green);

这个问题是想提醒你：virtual函数是动态绑定，缺省参数值是静态绑定。所以，不应该重新定义这个缺省参数值。

3、多重继承为什么会含有多个虚表指针而不是一个？

这道题是我看一位同学面试经验时，面试官提的，我试着回答一下，不知道在不在点子上，还请补充和指正。

答：多重继承下，因为编译器对一个derived class实现了n-1个虚表，n表示上一层base class的个数，当然假设每个base class都有至少有一个virtual函数，否则编译器是不会为其添加vptr和vtbl了。所以说有多少个虚表，自然就有多少个指针指向，而不是一个。

这样说我不知道合理不合理，可能面试官要问的点是“为什么需要多个虚表？一个虚表行不行？”

这个属于编译器厂商做的事情，标准并未规范。C++的父亲就做出过这样的一款编译器原型，通过增大vtbl的体积，每个slot上不只有一个指针，还有一个offset，用来调整this指针的指向。

这样做的弊端是：所有vtbl中的虚函数指针都包含这样一个offset，并且假设不需要调整this指向，调用时还是要做offset的加法操作，尽管offset此时为0。另外，vtbl中每个slot体积的膨胀。这些都是效率问题。

实际上，用来调整this的指向用的比较多的是trunk技术，必须以汇编编写才能获得高效率。另外，sun编译器就是把多个虚表连锁为1个，每个表格中含有下一个表格的指针（通过offset方式），这样就需要一个指针就好了。

理解能力有限，不知道问的是不是这么一回事？