高级C++ | 虚拟构造器

在C++中，构造函数是为对象的创建而存在的，而虚拟构造器则是为多态而存在的。虚构造器是一种虚函数，其返回值是一个基类指针，其用法与普通构造函数相似，但可以在每个派生类中重写，以实现多态。本文将介绍虚拟构造器的定义、用法和实现。

定义与用法

虚构造器的定义方式与虚函数类似，可以在基类中将构造函数声明为虚函数：

class Base {
public:
    virtual ~Base() {}
    virtual Base* create() { return new Base(); }
};

在派生类中，可以使用override关键字对虚构造器进行重写：

class Derived : public Base {
public:
    Derived() {}
    virtual Derived* create() override { return new Derived(); }
};

使用虚构造器创建对象时，可以通过基类指针调用虚构造器，实现多态：

Base* p1 = new Base();
Base* p2 = new Derived();

由于p1和p2都是基类指针，因此它们可以同时调用同一个虚构造器，但由于p2指向的对象是派生类对象，因此调用的是Derived的create函数。

p1->create(); // create a Base object
p2->create(); // create a Derived object

实现

虚构造器的实现一般可以通过将构造函数定义为protected或private，防止在外部调用构造函数。由于派生类中调用虚构造器时会隐式调用基类的构造函数，因此需要在派生类的构造函数中调用基类的虚构造器：

class Base {
public:
    virtual ~Base() {}
protected:
    // prevent the direct call of constructor
    Base() {}
    virtual Base* create() { return new Base(); }
};

class Derived : public Base {
public:
    Derived() : Base() {}
    virtual Derived* create() override { return new Derived(); }
};

在以上代码中，Base的构造函数被定义为protected，只能被派生类中的构造函数调用，而虚构造器create函数可以在外部调用，用于创建对象。

总结

本文介绍了虚构造器在C++中的定义、用法和实现，虚构造器允许程序员通过基类指针调用虚函数，实现面向对象的多态性。由于虚构造器会调用基类的构造函数，因此需要将构造函数定义为protected，防止在外部直接调用构造函数。

虚构造器对于使用多态的程序来说非常有用，特别是在使用基类指针创建派生类对象时，可以方便地调用虚构造器。