为什么虚拟赋值的行为与相同签名的其他虚拟函数不同？

Question

在尝试实现虚拟赋值运算符时，我以一个有趣的行为结束了。 这不是编译器故障，因为 g++ 4.1、4.3 和 VS 2005 具有相同的行为。

基本上，就实际执行的代码而言，虚拟运算符= 的行为与任何其他虚拟函数不同。

struct Base {
   virtual Base& f( Base const & ) {
      std::cout << "Base::f(Base const &)" << std::endl;
      return *this;
   }
   virtual Base& operator=( Base const & ) {
      std::cout << "Base::operator=(Base const &)" << std::endl;
      return *this;
   }
};
struct Derived : public Base {
   virtual Base& f( Base const & ) {
      std::cout << "Derived::f(Base const &)" << std::endl;
      return *this;
   }
   virtual Base& operator=( Base const & ) {
      std::cout << "Derived::operator=( Base const & )" << std::endl;
      return *this;
   }
};
int main() {
   Derived a, b;

   a.f( b ); // [0] outputs: Derived::f(Base const &) (expected result)
   a = b;    // [1] outputs: Base::operator=(Base const &)

   Base & ba = a;
   Base & bb = b;
   ba = bb;  // [2] outputs: Derived::operator=(Base const &)

   Derived & da = a;
   Derived & db = b;
   da = db;  // [3] outputs: Base::operator=(Base const &)

   ba = da;  // [4] outputs: Derived::operator=(Base const &)
   da = ba;  // [5] outputs: Derived::operator=(Base const &)
}

其效果是，虚拟运算符= 与具有相同签名的任何其他虚拟函数（[0] 与 [1] 相比）具有不同的行为，通过在通过实际派生对象调用时调用该运算符的基本版本 ([1] ）或派生引用（[3]），而当通过基引用（[2]）调用时，或者当左值或右值是基引用而另一个是派生引用（[4]， [5]）。

对于这种奇怪的行为有任何合理的解释吗？

Answer 1

事情是这样的：

如果我将 [1] 更改为，

a = *((Base*)&b);

那么事情就会按照您期望的方式进行。 Derived 中有一个自动生成的赋值运算符，如下所示：

Derived& operator=(Derived const & that) {
    Base::operator=(that);
    // rewrite all Derived members by using their assignment operator, for example
    foo = that.foo;
    bar = that.bar;
    return *this;
}

在您的示例中，编译器有足够的信息来猜测 a 和 b 的类型派生，因此他们选择使用上面自动生成的运算符来调用您的运算符。 这就是你得到的[1]。 我的指针转换强制编译器按照您的方式执行操作，因为我告诉编译器“忘记”b 的类型为 Derived，因此它使用 Base >。

其他结果可以用同样的方法解释。

Answer 2

在这种情况下有三个operator=：

Base::operator=(Base const&) // virtual
Derived::operator=(Base const&) // virtual
Derived::operator=(Derived const&) // Compiler generated, calls Base::operator=(Base const&) directly

这解释了为什么它看起来像Base::operator=(Base const&) 在情况[1]中被“虚拟地”调用。 它是从编译器生成的版本中调用的。 这同样适用于案例[3]。 在情况 2 中，右侧参数 'bb' 的类型为 Base&，因此无法调用 Derived::operator=(Derived&)。

Answer 3

没有为派生类定义用户提供的赋值运算符。 因此，编译器合成一个，并从派生类的合成赋值运算符调用内部基类赋值运算符。

virtual Base& operator=( Base const & ) //is not assignment operator for Derived

因此，a = b； // [1] 输出： Base::operator=(Base const &)

在派生类中，基类赋值运算符已被重写，因此，重写的方法在派生类的虚拟表中获取一个条目。 当通过引用或指针调用该方法时，由于运行时的 VTable 条目解析，派生类重写方法将被调用。

ba = bb;  // [2] outputs: Derived::operator=(Base const &)

==>内部==> (对象->VTable[赋值运算符])
获取对象所属类的VTable中赋值运算符的条目并调用该方法。

Answer 4

如果您未能提供适当的operator=（即正确的返回值和参数类型），编译器将提供默认的operator=，它会重载任何用户定义的操作符。 在您的情况下，它将在复制派生成员之前调用 Base::operator= (Base const& ) 。

检查此链接了解详细信息运算符= 被虚拟化。

Answer 5

原因是编译器提供了默认赋值operator=。
这在 a = b 场景中被调用，并且我们知道默认内部调用基本赋值运算符。

有关虚拟分配的更多说明，请访问：https://stackoverflow.com/a/26906275/3235055