为什么Class设计时，不把所有的方法都默认为virtual

Posted on 2004-10-09 09:37 柚子Nan 阅读(1102) 评论(9) 编辑收藏所属分类: [技术.Net]

序言：好像在上学的时候，一个老师讲面向对象这门课程，听得云里雾里的，为什么要讲这么多东西？根本都用不到，完全是在创造一种新的规则而已(说到这里，抑制不住地就想多说2句，上学这么多年，每次学到一门新的课程，例如、物理、化学、数学等总是首先给出一堆定理、公式，然后是例题，最后是练习。在学校的时候好学生的定义是什么？成绩好！成绩是怎么好的？各科的成绩都好，为什么呢？他们最大限度的理解了所谓的定理和公式，至于是否真正学到了，而且是要学什么？不得而知。)。

废话到此，言归正传：在设计类的时候，用到了关键字Virtual，virtual 关键字用于修改方法或属性的声明，在这种情况下，方法或属性被称作虚拟成员。虚拟成员的实现可由派生类中的重写成员更改。调用虚方法时，将为重写成员检查该对象的运行时类型。将调用大部分派生类中的该重写成员，如果没有派生类重写该成员，则它可能是原始成员。

默认情况下，方法是非虚拟的。不能重写非虚方法。不能将 virtual 修饰符与以下修饰符一起使用：

static abstract override

如果方法不是Virtual，编译器就使用声明的引用类型。

如果方法是Virtual，编译器就会生成代码，在运行时检查引用指向哪个实例，然后确定这个实例属于哪个类，并调用相应的方法。一般情况下，都应该这样子调用的。

那么为什么不把所有的方法都默认为虚拟的呢？有三个方面的考虑：

1、性能：在调用虚拟函数时，需要在运行期间进行检查，确定需要调用哪个重写的方法。对于非虚拟函数，这些信息可以在编译时获得(编译器可以把相关的重写方法与引用声明的类型联系起来)，显然，运行时的外部检查会降低性能。这种损失是很小的，虚拟函数在内部执行，这意味着他不再涉及到外部的间接访问级别，但是如果在一个处理器非常密集的大型应用程序中，这种情况每秒发生百万次，因此，如果方法显式的声明为虚拟，就只能按照虚拟方式运行。

2、设计：在设计一个类时，有时其中有一些方法从来不需要重写。这是很常见的情况，特别是那些主要用于在类的内部有其他方法是用的方法，或者方法的执行方式反映了类的内部设计。

3、版本问题：虚拟方法可能会产生与基类的新版本冲突的问题。

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#1楼  回复 引用

2004-10-09 10:43 by Ninputer [未注册用户]

对你的考虑我有几条Comment:
1 对虚方法调用的性能影响取决于调用方式而不是方法本身的类型。如果支持用“非虚”的方式调用声明为virtual的函数，那么性能也会和不加virtual函数的调用一样。VB.NET和C++支持非虚调用一个virtual函数，而C#不支持。

2 Java所有的方法都是虚的，开发者也没觉得受到什么限制。事实上我觉得大多数情况，public和protected级别的方法都应该是virtual的。C#/VB/C++这样做可能是为了让开发着自己更清楚哪些方法是应该允许override的。

3 我觉得重写的一定意义在于，父类可以借此调用子类版本的方法。那你觉得父类有了版本变更会在哪里出现冲突呢？

#2楼 [楼主] 回复 引用 查看

2004-10-09 10:55 by 柚子Nan

1 、在调用虚拟函数时，需要在运行期间进行检查，运行时在检查就可能遇到外部检查；而非虚函数，在编译期间就可以确定关联。运行时和编译时的区别应该相当大，“VB.NET和C++支持非虚调用一个virtual函数，而C#不支持”，我想C#是为了杜绝一些现象才这样修改设计的。
2、Java所有的方法都是虚的，没错。也许这就是一个原因为什么Java比C#的程序要慢的一个很小的因素了：）

#3楼 [楼主] 回复 引用 查看

2004-10-09 10:58 by 柚子Nan

3、在大多数情况下，如果遇到了基类和继承类的设计问题，我们希望去重写(override)方法.而不是采用new一个方法去做。
具体来说：如果你设计了一个基类A，有相应的属性和方法，然后另外一个类继承了这个类B，在Class B中实现了一个基类中没有的方法Fun1，现在程序可以安全的工作。可是，很多天以后，基类A发现自己需要一个方法Fun1,而A不知道B已经实现了这个方法，即使知道，A与B的Fun1含义可能也会不同，那么A在增加这个方法的时候，会得到一个警告信息，这就是所谓的版本问题，可能会导致出现可怕的调用错函数的问题，这个问题有点微妙！对于这个问题一个比较好的建议是修改函数名称，但是如果你的程序已经在很多客户端实施的话，这个代价有多大呢？

#4楼  回复 引用

2004-10-09 11:01 by Ninputer [未注册用户]

@柚子Nan
的确有个问题。那这种情况，C#不默认为virtual的特性有什么好处呢。

#5楼  回复 引用

2004-10-09 16:00 by dali [未注册用户]

如何实现三层以上的virtual调用呢

using System;

class Entry
{
public static void Main()
{
A a = new C();
a.F();
}
}

class A
{
public virtual void F()
{
Console.WriteLine("A");
}
}

class B : A
{
public override void F()
{
Console.WriteLine("B");
}
}

class C : B
{
public new virtual void F()
{
Console.WriteLine("C");
}
}

结果是B，我要求声明时必须用A，结果输出C，如何实现？

#6楼  回复 引用

2004-10-09 16:07 by aos [未注册用户]

class C : B
{
public override void F()
{
Console.WriteLine("C");
}
}

是也

#7楼 [楼主] 回复 引用 查看

2004-10-09 16:08 by 柚子Nan

你为什么在class C : B中使用
public new virtual void F() // new virtual
{
Console.WriteLine("C");
}

你试试这个
public override void F() //override
{
Console.WriteLine("C");
}
具体什么原因，想想......

#8楼  回复 引用 查看

2004-10-12 22:48 by Ying-Shen

C#中区分虚函数和非虚函数，这样VM的确可以更精确的为每个方法调用进行优化。

但是这给设计者也带来了很大的责任。他们必须仔细考虑每个属性、方法是否应该设为virtual。而对于庞大的类框架设计时，往往很难预料到实际扩展时的使用方式。
结果只能导致两种情况：
1.全部加上virtual，回到java的老路上。
2.根据设计师的思路去设计virtual，不过这个责任是否太大了？我在使用winform组件的感觉就是很扩功能的扩展就因为某个方法、属性不能override而不能做了。在这一点上我宁愿取扩展性而舍弃性能的（反正winform就那个速度了:) ）．

关于override , new关键字，感觉只是用来明确的这种重写、覆盖关系的，在java里面我们无法分辨这个方法是子类定义的还是在override一个父类的方法。

#9楼  回复 引用

2004-10-13 08:11 by Koffer [未注册用户]

不错啊，设计师就是要考虑这些问题的，什么virtual啊，abstract,interface等等！

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