是不是看错了，C++ 构造函数也可以是虚函数？(一)

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首先，C++ 构造函数可以是虚函数吗？

语法上来说，答案是不行的。类对象的创建依赖于类构造函数的执行，在构造函数执行之前虚函数指针还是空的，虚函数指针需要被初始化才能使用，所以构造函数不能为虚函数。笔者之前有篇文章对此也做过相关刨析，有兴趣可关注我然后搜索阅读《刨析一下C++构造析构函数能不能声明为虚函数的背后机理？》。

那么为什么要说 C++ 构造函数也可以是虚函数？

这要回到需求上来分析，假设正在设计一个画板，我们可以在上面添加编辑各种图形，比如方框、三角形、圆形等。

编辑自然包括复制粘贴等操作，复制的时候面对的是对象，由于类的多态特性，对象可能基于派生类实例化，访问是通过基类指针变量，所以不一定会知道当前对象的具体类型。那么如何拷贝对象？

常规拷贝对象

如果我们知道目标对象的类型，那么拷贝对象的常规做法是直接调用类的拷贝构造函数(copy contrutor)，看例子

#include <iostream>
using namespace std;class Implementation
{
public:Implementation(){cout << "default constructor" << endl;}Implementation(const Implementation &other){cout << "copy constructor" << endl;}Implementation& operator= (const Implementation &other){cout << "operator=" << endl;return *this;}
};int main()
{Implementation x;Implementation y = x;return 0;
}

欸，不是要演示拷贝构造函数的调用吗，为什么上面的 main 函数里用的是等号 = 表达式？

注意：创建并初始化对象时调用的等号 = 不会调用赋值操作符，虽然类中已实现了赋值操作符，由下面的输出结果来看，实际上是调用了拷贝构造函数。如何区分什么情况下等号 = 表达式才会调用赋值操作符的实现？请记住，拷贝构造函数用于初始化未存在的对象，赋值操作符用于替换已存在的对象的状态，两者区别的关键因素是对象是否已存在。而上面的例子中，由于等号 = 表达式是初始化对象，所以该对象是未存在的，理所当然就是调用了拷贝构造函数。

output:

default constructor
copy constructor

动态克隆

如果我们面对对象时，正如开头的画板中，复制一个已存在的具体图形，但是不能确定其具体类型，又应该如何拷贝这些对象呢？

下面创建一些图形，基础图形特征用基类 BaseShape 表示，各种具体图形用 BaseShape 的派生类表示：

class BaseShape
{// ...
};class Square : public BaseShape
{// ...
};class Rectangle : public BaseShape
{// ...
};int main()
{BaseShape *s1 = new Square();BaseShape *s2 = new Rectangle();// ...return 0;
}

在上面这个例子中，创建具体的图形对象，指针分别存放在基类指针变量 s1 和 s2 中。

在后续的使用中，仅仅依靠基类对象指针，并且不清楚对象的创建类型，于是无法直接使用创建类型对应的拷贝构造函数复制对象。

但是接口仍然能被基类指针调用，是否可以通过对象能直接调用的接口，赋予接口一定的魔法，利用类的多态特性实现动态拷贝？

下面给基类 BaseShape 添加个接口（没有函数体实现的纯虚函数），为了凸显接口的意图—拷贝对象，特意命名为 Clone()，并在派生类中给出实现：

class BaseShape
{
public:// ...virtual BaseShape *Clone() = 0;
};class Square : public BaseShape
{
public:// ...Square *Clone(){return new Square(*this);}
};class Rectangle : public BaseShape
{
public:// ...Rectangle *Clone(){return new Rectangle(*this);}
};

在派生类中的接口被重写时，可以直接调用各自的拷贝构造函数，使得复制对象又变得如此简单了，避免了语法上的限制。

如果你细心的话，会发现派生类对接口 Clone() 重写后返回值的类型与基类的声明不同。基类中返回接口 Clone() 的返回值是指向基类对象的指针，而各个派生类中接口 Clone() 重写后返回值分别是指向派生类对象的指针。这在 c++ 代码中是合法的，被称呼为协差(Covariance)。