为什么没有 virtual constructor：工厂与 clone

创建类型在初始化之前确定

C++ 明确不允许构造函数带 virtual。调用构造的语法已经指定需要初始化的类，空间需求和基类成员结构必须由所创建类型决定；虚调用则是在已有对象接口上选择实现，两者承担的工作不同。

“构造前虚表不存在”可以帮助理解某些 ABI 的实现过程，却不是语言禁止虚构造函数的正式依据，更不能推导出构造函数里一律禁止调用虚函数。解释规则时先说明类型创建与动态分派的区别，再把虚表作为实现细节补充。

运行期选择与多态复制分开设计

如果输入决定创建哪种类型，写返回 unique_ptr<Base> 的工厂，由分支构造具体派生对象，再把所有权统一交给调用者。如果已有多态对象，需要复制其实际派生状态，可以定义 virtual unique_ptr<Base> clone() const，让派生实现复制自身。

clone 是普通虚成员函数，不是真正的虚构造函数。它返回已完成构造的新对象。智能指针返回类型不支持语言层面的协变，因此覆盖声明保持 unique_ptr<Base>；函数体返回 make_unique<Derived> 的结果时，再利用智能指针支持的转换。

构造期间虚分派止于当前层

基类构造函数对当前对象调用虚函数时，选择基类构造阶段的最终覆盖者，不会跳到尚未完成的派生层。基类初始化完成后，在派生类自身成员初始化期间以及构造函数体中，对当前对象的合法虚调用都选择该派生层的最终覆盖者，而不会进入更派生层。调用仍不得读取尚未初始化的成员；析构时同样只分派到当前正在析构的层次。

示例把基类构造中调用 kind 的结果保存为一，完整对象的 kind 则返回二，说明这不是虚机制失灵，而是对象建立过程的规则。如果需要必须依赖完整派生状态的启动操作，由工厂在成功构造后显式调用，且先明确失败时的资源回收语义。

最低标准 C++14 · 完整程序 · 下载 .cpp

#include <cassert>
#include <memory>

class Base {
    int observed_;
public:
    Base() : observed_(kind()) {}
    virtual int kind() const { return 1; }
    int observed_during_construction() const { return observed_; }
    virtual std::unique_ptr<Base> clone() const = 0;
    virtual ~Base() = default;
};

class Derived final : public Base {
public:
    int kind() const override { return 2; }
    std::unique_ptr<Base> clone() const override {
        return std::make_unique<Derived>(*this);
    }
};

std::unique_ptr<Base> make_object() {
    return std::make_unique<Derived>();
}

int main() {
    auto object = make_object();
    assert(object->observed_during_construction() == 1);
    assert(object->kind() == 2);
    auto copy = object->clone();
    assert(copy.get() != object.get());
    assert(copy->kind() == 2);
}

在本地编译

g++ -std=c++14 -Wall -Wextra -Wpedantic -pthread objects-virtual-constructor.cpp -o example && ./example

预期结果

预期：正常退出、无输出；所有 assert 通过。

CHECK YOUR UNDERSTANDING

合上答案，试着解释。

如果 Base::kind 也改成纯虚，能否给它补一个类外定义，让 Base 构造函数中的 kind() 调用安全？

继续查证

• C++ 工作草案：class.ctor.general
• C++ 工作草案：class.cdtor

标准草案链接会随工作草案更新；本文版本标记对应示例最低要求，不表示草案中的所有新规则都适用于旧标准。