Question

是否可以通过简单地向基类添加新的虚函数来改变程序的观察行为？我的意思是不必对代码进行其他更改。

Answer 1

以下程序打印确定。取消注释B中的虚拟功能，它将开始打印 CRASH！。

#include <iostream>

struct B
{
    //virtual void bar() {}
};

struct D : B
{
    void foo() { bar(); }
    void bar() { std::cout << "OK" << std::endl; }
};

struct DD : D
{
    void bar() { std::cout << "CRASH!" << std::endl; }
};

int main()
{
    DD d;
    d.foo();
    return 0;
}

问题在于，在引入虚拟函数B::bar()之后，bar()中对D::foo()的调用的绑定从静态更改为动态。

Answer 2

二元不兼容。

如果您有一个可外部加载的模块（即DLL），那么它将使用基类的旧定义，您将遇到问题。或者如果加载程序具有旧的定义并且DLL具有新的，那么它也是同样的问题。如果由于某种原因使用原始二进制复制（不是任何类型的序列化）将对象保存在文件中，这也是一个问题。

这与虚函数的C ++规范无关，而是大多数编译器如何实现它们。

一般来说，如果类的“接口”发生变化（基类与否），则应重新编译使用该类的所有内容。

Answer 3

当以向后不兼容的方式更改API时，不再保证依赖于早期版本API的代码可以正常工作。

所有派生类都依赖于其基类的API。

添加虚拟功能是一种向后不兼容的变化。 Leon's答案显示了API破坏如何表现出来的一个很好的例子。

因此，添加虚函数可能会破坏程序，除非修复相关部分以使用新API。这意味着无论何时添加虚函数，都应检查所有派生类，并确保添加时未更改其各自API的含义。

Answer 4

#include <stdlib.h>

struct A {
#if ADD_TO_BASE
  virtual void foo() { }
#endif
};

struct B : A {
  void foo() { }
};

struct C : B {
  void foo() { abort(); }
};

int main() {
  C c;
  B& b = c;
  b.foo();
}

如果没有虚函数，基类b.foo()是对B::foo()的非虚拟调用：

$ g++ virt.cc
$ ./a.out

对于基类中的虚拟，它是对C::foo()的虚拟调用：

$ g++ virt.cc -DADD_TO_BASE
$ ./a.out
Aborted (core dumped)

由于二进制不兼容，您还可能会出现令人讨厌的未定义行为，因为向非多态基类添加虚函数会更改其大小和布局（需要重新编译使用它的所有其他翻译单元）。

向已经多态的基类添加新的虚函数会改变vtable的布局，或者在末尾添加新条目，或者如果在中间添加其他函数的位置，则更改其位置（即使最后添加的话也是如此）基本vtable，它位于vtable的中间，用于添加新虚函数的任何派生类）。这意味着使用vtable的已编译代码最终可能会调用错误的函数，因为它在vtable中使用了错误的插槽。

可以通过重新编译所有相关代码来修复二进制不兼容性，但不能通过重新编译来修复行为中的静默更改，例如顶部的示例。

是否可以通过在基类中添加新的虚函数来中断代码？

4 个答案: