C++虚函数声明和定义以及g++编译遇到的一些问题
2016-07-19 12:47
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遇到了一些麻烦的,记录下来作为教训…..
1. 虚函数的声明和定义
具体关于虚函数的知识不做多讲,我在定义一个抽象类时,忘了将一个虚函数声明为 纯虚函数,又没有对其定义, 导致编译报错时报错如下:undefined reference to `vtable for Fibonacci'
错误提示的很明显,就是无法生成虚函数表。
我们知道,虚函数表(地址)在定义了虚函数的类所实例化的对象内存中的第一个位置,也就是在实例化过程中生成了虚表。这个错误提示在stackflow中最常见的解答就是类中声明了虚函数,却没有定义。
总结一下虚函数声明和定义的规则如下:
类中的virtual函数,要么设为纯虚函数,要么有定义,否则无法生成虚函数表。
虚函数的可以类外定义,但是必须加上类名,类外定义不需要加virtual
声明为纯虚函数,则类为抽象类,无法实例化,进一步强调,想要实例化有虚函数的类,必须对虚函数进行定义
基类定义为虚函数,则子类同名函数也为虚函数,无论是否有virtual关键字修饰(一般声明时加virtual,便于阅读)
凡是基类定义有虚函数,则基类需要定义虚析构函数(根据上一条法则,虚析构函数要么有定义,要么纯虚,一般不设为纯虚,可以定义空白)
虚函数通过虚表实现,虚表是类实例化时生成在对象中的(虚表地址),所以如果一个类能够实例化,则其虚函数必须有定义,如果不想定义虚函数,只能声明为纯虚函数,留给子类定义。
举例如下:
基类为一个抽象类
// num_sequence.h #ifndef _NUM_SEQUENCE #define _NUM_SEQUENCE #include <string> #include <iostream> using namespace std; class num_sequence { public: num_sequence() { cout << " create a num sequence" << endl; } virtual ~num_sequence() { cout << "~num_sequence has been called" << endl; } virtual int elem(int pos) const= 0; virtual const string what_am_i() const = 0; static int max_elems(){ return _max_elems; } virtual ostream& print(ostream& = cout) const = 0; protected: virtual void gen_elems(int pos) const = 0; // const指针指向自认为const的一个对象, 这个对象不能通过const指针进行修改, 但可以通过其他方式进行修改 bool check_integrity(int pos) const{ if(pos <=0 || pos >_max_elems) { cerr << "Invalid position: " << pos << endl; return false; } return true; } const static int _max_elems = 1024; // 最大元素个数 }; #endif
子类不是抽象类,则必须实现基类的纯虚函数
子类声明:
// Fibonacci.h #ifndef _FIBONACCI #define _FIBONACCI #include "num_sequence.h" #include <vector> using std::vector; class Fibonacci : public num_sequence { public: Fibonacci(int len = 1, int beg_pos = 1): _length(len), _beg_pos(beg_pos){ cout << "create a Fibonacci sequence" << endl; } virtual int elem(int pos) const ; // 子类类中声明virtual时, 应当和父类保持精确一致性 virtual ostream& print(ostream &os=cout) const; virtual const string what_am_i() const{ cout << " I am Fibonacci sequence" << endl; } int length() const { return _length; } int beg_pos() const{ return _beg_pos; } ~Fibonacci() { cout << "~Fibonacci has been called" << endl; } protected: virtual void gen_elems(int pos) const; int _length; // 长度 int _beg_pos; // 起始位置 static vector<unsigned int> _elems; // 元素容器 }; #endif
子类虚函数定义:
// Fibonacci.cpp #include "Fibonacci.h" vector<unsigned int> Fibonacci::_elems; // 类外定义virtual函数时, 不需要virtual关键字 int Fibonacci::elem(int pos) const { if(!check_integrity(pos)) // 检查pos可用性 return 0; if(pos > _elems.size() ) // 检查当前元素个数是够足够, 当不足时自动生成 Fibonacci::gen_elems(pos); // 利用类作用域, 在编译时指明调用函数 return _elems[pos - 1]; } ostream& Fibonacci::print(ostream &os) const { int elem_pos = _beg_pos - 1; int end_pos = elem_pos + _length; if(end_pos > _elems.size()) { Fibonacci::gen_elems(end_pos); } while(elem_pos < end_pos) { os << _elems[elem_pos] << "\t"; ++elem_pos; } return os; } void Fibonacci::gen_elems(int pos) const { if(_elems.empty()) { _elems.push_back(1); _elems.push_back(1); } if(_elems.size() <= pos) { int ix = _elems.size(); int n_2 = _elems[ix-2]; int n_1 = _elems[ix-1]; for(; ix<=pos; ++ix){ int elem = n_2 + n_1; _elems.push_back(elem); n_2 = n_1; n_1 = elem; } } }
2. g++编译多个cpp文件
这个主要是由于我对g++用的不多,不熟悉规则。有两个cpp文件,Fibonacci.cpp(实现Fibonacci类), test.cpp(测试Fibonacci类)。一开始没注意,编译命令如下:
g++ -O0 -std=c++11 -o run test_sequence.cpp Fibonacci.cpp
总是报错提示找不到Fibonacci中的数据成员。
原因很简单,编译的顺序不是随意的,则Fibonacci.cpp必须在test_sequence.cpp前面
g++ -O0 -std=c++11 -o run Fibonacci.cpp test_sequence.cpp
顺利通过。
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