C++中的静态绑定和动态绑定

C++在面向对象编程中，存在着静态绑定和动态绑定的定义，本节便是主要讲述这两点区分。
我是在一个类的继承体系中分析的，所以下面所说的对象通常就是指一个类的实例。
首先咱们须要明确几个名词定义：

• 静态类型：对象在声明时采用的类型，在编译期既已肯定；
• 动态类型：一般是指一个指针或引用目前所指对象的类型，是在运行期决定的；
• 静态绑定：绑定的是静态类型，所对应的函数或属性依赖于对象的静态类型，发生在编译期；
• 动态绑定：绑定的是动态类型，所对应的函数或属性依赖于对象的动态类型，发生在运行期；

从上面的定义也能够看出，非虚函数通常都是静态绑定，而虚函数都是动态绑定（如此才可实现多态性）。
先看代码和运行结果：

 1 class A
 2 {
 3 public:
 4     /*virtual*/ void func(){ std::cout << "A::func()\n"; }
 5 };
 6 class B : public A
 7 {
 8 public:
 9     void func(){ std::cout << "B::func()\n"; }
10 };
11 class C : public A
12 {
13 public:
14     void func(){ std::cout << "C::func()\n"; }
15 };

下面逐步分析测试代码及结果，

1 C* pc = new C(); //pc的静态类型是它声明的类型C*，动态类型也是C*；
2 B* pb = new B(); //pb的静态类型和动态类型也都是B*；
3 A* pa = pc;      //pa的静态类型是它声明的类型A*，动态类型是pa所指向的对象pc的类型C*；
4 pa = pb;         //pa的动态类型能够更改，如今它的动态类型是B*，但其静态类型还是声明时候的A*；
5 C *pnull = NULL; //pnull的静态类型是它声明的类型C*,没有动态类型，由于它指向了NULL；

若是明白上面代码的意思，请继续， 

1 pa->func();      //A::func() pa的静态类型永远都是A*，无论其指向的是哪一个子类，都是直接调用A::func()；
2 pc->func();      //C::func() pc的动、静态类型都是C*，所以调用C::func()；
3 pnull->func();   //C::func() 不用奇怪为何空指针也能够调用函数，由于这在编译期就肯定了，和指针空不空不要紧；

 若是注释掉类C中的func函数定义，其余不变，即

1 class C : public A
2 {
3 };
4 
5 pa->func();      //A::func() 理由同上；
6 pc->func();      //A::func() pc在类C中找不到func的定义，所以到其基类中寻找；
7 pnull->func();   //A::func() 缘由也解释过了；

若是为A中的void func()函数添加virtual特性，其余不变，即

1 class A
2 {
3 public:
4     virtual void func(){ std::cout << "A::func()\n"; }
5 };
6 
7 pa->func();      //B::func() 由于有了virtual虚函数特性，pa的动态类型指向B*，所以先在B中查找，找到后直接调用；
8 pc->func();      //C::func() pc的动、静态类型都是C*，所以也是先在C中查找；
9 pnull->func();   //空指针异常，由于是func是virtual函数，所以对func的调用只能等到运行期才能肯定，而后才发现pnull是空指针；

分析：
在上面的例子中，

1. 若是基类A中的func不是virtual函数，那么不论pa、pb、pc指向哪一个子类对象，对func的调用都是在定义pa、pb、pc时的静态类型决定，早已在编译期肯定了。

    一样的空指针也可以直接调用no-virtual函数而不报错（这也说明必定要作空指针检查啊！），所以静态绑定不能实现多态；

2. 若是func是虚函数，那全部的调用都要等到运行时根据其指向对象的类型才能肯定，比起静态绑定天然是要有性能损失的，可是却能实现多态特性；

 本文代码里都是针对指针的状况来分析的，可是对于引用的状况一样适用。

至此总结一下静态绑定和动态绑定的区别：
1. 静态绑定发生在编译期，动态绑定发生在运行期；

2. 对象的动态类型能够更改，可是静态类型没法更改；

3. 要想实现动态，必须使用动态绑定；

4. 在继承体系中只有虚函数使用的是动态绑定，其余的所有是静态绑定；

 建议：

绝对不要从新定义继承而来的非虚(non-virtual)函数（《Effective C++ 第三版》条款36），由于这样致使函数调用由对象声明时的静态类型肯定了，而和对象自己脱离了关系，没有多态，也这将给程序留下不可预知的隐患和莫名其妙的BUG；

 

另外，在动态绑定也即在virtual函数中，要注意默认参数的使用。当缺省参数和virtual函数一块儿使用的时候必定要谨慎，否则出了问题怕是很难排查。
看下面的代码：

 1 class E
 2 {
 3 public:
 4     virtual void func(int i = 0)
 5     { 
 6         std::cout << "E::func()\t"<< i <<"\n";
 7     }
 8 };
 9 class F : public E
10 {
11 public:
12     virtual void func(int i = 1)
13     {
14         std::cout << "F::func()\t" << i <<"\n";
15     }
16 };
17 
18 void test2()
19 {
20     F* pf = new F();
21     E* pe = pf;
22     pf->func(); //F::func() 1  正常，就该如此；
23     pe->func(); //F::func() 0  哇哦，这是什么状况，调用了子类的函数，却使用了基类中参数的默认值！
24 }

为何会有这种状况，请看《Effective C++ 第三版》 条款37。
这里只给出建议：
绝对不要从新定义一个继承而来的virtual函数的缺省参数值，由于缺省参数值都是静态绑定（为了执行效率），而virtual函数倒是动态绑定。