深入理解C++的动态绑定和静态绑定

C++中的抽象类、虚函数和纯虚函数

abstrct class：在C++中，含有纯虚函数的类为抽象类，不能生成对象；同理JAVA中，抽象类对于提供模式、蓝图和后代遵循的原则有用。

纯虚函数和虚函数的区别在于前者不包含定义，后者包含函数体。

虚函数：在某基类中声明为virtual并在一个或多个派生类中被重新定义的成员函数。

用途：实现多态（动态绑定），通过指向派生类的基类指针访问派生类中同名覆盖成员函数。

1、 必须把 动态联编的行为定义为类的虚函数。

2、 类之间存在子类型关系，一般表现为一个类从另一个类公有派生而来。

3、 必须先使用 基类 指针指向子类型的对象，然后直接或者间接使用基类指针调用虚函数。

如果父类的函数（方法）根本没有必要或者无法实现，完全要依赖子类去实现的话，可以把此函数（方法）设为virtual 函数名=0 我们把这样的函数（方法）称为纯虚函数。

为了支持c++的多态性，才用了动态绑定和静态绑定。理解他们的区别有助于更好的理解多态性，以及在编程的过程中避免犯错误，需要理解四个名词：
1、对象的静态类型：对象在声明时采用的类型。是在编译期确定的。
2、对象的动态类型：目前所指对象的类型。是在运行期决定的。

对象的动态类型可以更改，但是静态类型无法更改。关于对象的静态类型和动态类型，看一个示例：

class B
{
}
class C : public B
{
}
class D : public B
{
}
D* pD = new D();//pD的静态类型是它声明的类型D*，动态类型也是D*
B* pB = pD;//pB的静态类型是它声明的类型B*，动态类型是pB所指向的对象pD的类型D*
C* pC = new C();
pB = pC;//pB的动态类型是可以更改的，现在它的动态类型是C*

3、静态绑定：绑定的是对象的静态类型，某特性（比如函数）依赖于对象的静态类型，发生在编译期。

4、动态绑定：绑定的是对象的动态类型，某特性（比如函数）依赖于对象的动态类型，发生在运行期。

class B
{
    void DoSomething();
    virtual void vfun();
}
class C : public B
{
    void DoSomething();//首先说明一下，这个子类重新定义了父类的no-virtual函数，这是一个不好的设计，会导致名称遮掩；这里只是为了说明动态绑定和静态绑定才这样使用。
    virtual void vfun();
}
class D : public B
{
    void DoSomething();
    virtual void vfun();
}
D* pD = new D();
B* pB = pD;

让我们看一下，pD->DoSomething()和pB->DoSomething()调用的是同一个函数吗？
不是的，虽然pD和pB都指向同一个对象。因为函数DoSomething是一个no-virtual函数，它是静态绑定的，也就是编译器会在编译期根据对象的静态类型来选择函数。pD的静态类型是D*，那么编译器在处理pD->DoSomething()的时候会将它指向D::DoSomething()。同理，pB的静态类型是B*，那pB->DoSomething()调用的就是B::DoSomething()。
 
让我们再来看一下，pD->vfun()和pB->vfun()调用的是同一个函数吗？
是的。因为vfun是一个虚函数，它动态绑定的，也就是说它绑定的是对象的动态类型，pB和pD虽然静态类型不同，但是他们同时指向一个对象，他们的动态类型是相同的，都是D*，所以，他们的调用的是同一个函数：D::vfun()。
 
上面都是针对对象指针的情况，对于引用（reference）的情况同样适用。
 
指针和引用的动态类型和静态类型可能会不一致，但是对象的动态类型和静态类型是一致的。
D D;
D.DoSomething()和D.vfun()永远调用的都是D::DoSomething()和D::vfun()。
 
至于那些事动态绑定，那些事静态绑定，有篇文章总结的非常好:
我总结了一句话：只有虚函数才使用的是动态绑定，其他的全部是静态绑定。目前我还没有发现不适用这句话的，如果有错误，希望你可以指出来。
 
特别需要注意的地方
当缺省参数和虚函数一起出现的时候情况有点复杂，极易出错。我们知道，虚函数是动态绑定的，但是为了执行效率，缺省参数是静态绑定的。

class B
{
 virtual void vfun(int i = 10);
}
class D : public B
{
 virtual void vfun(int i = 20);
}
D* pD = new D();
B* pB = pD;
pD->vfun();
pB->vfun();

有上面的分析可知pD->vfun()和pB->vfun()调用都是函数D::vfun()，但是他们的缺省参数是多少？
分析一下，缺省参数是静态绑定的，pD->vfun()时，pD的静态类型是D*，所以它的缺省参数应该是20；同理，pB->vfun()的缺省参数应该是10。编写代码验证了一下，正确。
对于这个特性，估计没有人会喜欢。所以，永远记住：
“绝不重新定义继承而来的缺省参数（Never redefine function’s inherited default parameters value.）”