从基 class 指针调用空虚函数失败

Question

在编写我的第一个软件时，我在使用虚函数、继承和指针时遇到了 "strange" 行为。我有一个模板 class 状态，在 public 接口

中有以下功能

void State::saveState() {};

应用首次启动时，为了设置默认状态，它在管理器函数中调用了一个 setState() 函数，大致如下

case(some enum):
{
    mActiveState->saveState();
    delete mActiveState; 
    mActiveState = new SomeStateClassDerivedFromState();
    mActiveState->setup(some arguments);
    break;
}

现在奇怪的是 - 这段代码的前两行应该会导致运行-time 错误，或类似的错误。如果这个函数是用来改变状态的，那应该没问题。但它也被用于 State::mActiveState 的一些 object/memory 的分配，此时是 nullptr。但由于某种原因它没有崩溃，程序按预期执行。但是后来，我想在继承自 State 的 classes 之一中覆盖 saveState() 函数，所以我在函数中添加了一个虚拟标记（主体保持为空），并为 saveState() 在导出的 class 中。突然，这两行代码开始在启动时使应用程序崩溃（正如预期的那样）。从 saveState() 中删除虚拟标签使应用程序再次运行。

为什么在 saveState() 成员函数被声明为虚拟（空函数体，而不是纯虚拟）之前调用成员函数并删除 nullptr 不会导致崩溃？

这段代码重现了问题

class State
{
public:
void saveState() {};
}

class DState : public State
{
saveState() {};
}

int main()
{
State* state = nullptr;
state->saveState();
delete state;
state = new DState();
}

这成功了。当我将虚拟标记添加到状态 class 中的 saveState() 函数时，它在启动时崩溃了。又是我的问题，为什么？

Answer 1

通过 nullptr 调用空方法具有未定义的行为，但不会导致程序崩溃，因为不会访问任何数据。尽管调用虚函数需要查找 vtable，这会带来您所看到的行为。但即使您的程序没有崩溃，它也不会使其有效。

另一方面，删除 nullptr 是有效的并导致无操作。

Answer 2

class State
{
public:
    void saveState() {};
}
//...
    State* state = nullptr;
    state->saveState();
//...

因为 saveState 在这里是非虚拟的，所以您只是简单地调用一个函数，该函数悄悄地将 this 指针作为第一个参数。

该函数什么都不做，所以什么也没有发生，事实上，编译器甚至可以完全忽略该函数和对它的调用。如果你的函数试图引用一个成员变量，它就会崩溃。您基本上已经调用了未定义的行为并且很幸运 - 主要是因为您在函数中什么也没做。

当您将函数设为虚函数时，程序必须取消引用对象才能找到它的 vtable（虚函数 table），这意味着它取消引用 nullptr，这就是你崩溃的原因。

您还问为什么删除空指针不会崩溃：那是因为，与 free 不同，删除空指针是合法的——基本上 delete 会为您检查。

从基 class 指针调用空虚函数失败

Calling empty virtual function from a base class pointer fails

c++

virtual

inheritance