构造函数中调用虚方法与绑定后调用为何结果不同？

代码片段 #

class Base {
  public:

  Base() {
    foo();
    bind();
  }

  virtual void foo() {
    std::cout << "base foo\n";
  }

  void bind() {
    fn = std::bind(&Base::foo, this);
  };

  std::function<void()> fn;
};

class Derived : public Base {
  public:

  void foo() override {
    std::cout << "derived foo\n";
  }

  void bind()  {
  }

  int val;    
};

int main() {
  Base* p = new Derived();
  p->fn();
}

输出结果 #

base foo
derived foo

疑问点 #

构造Base期间，对象尚未成为Derived实例，此时调用foo()输出base foo符合预期——因为构造基类时对象的动态类型是Base，虚表指向Base::foo。但构造时通过std::bind绑定了&Base::foo和this指针，为何后续调用p->fn()时会执行Derived::foo？

原因解析 #

1. this指针的本质：在Base构造函数中，this的静态类型是Base*，但它实际指向的是Derived对象的基类子对象内存区域。std::bind保存的是这个指针的副本，最终指向的是完整的Derived对象。
2. 虚函数的调用机制：你绑定的&Base::foo是一个虚函数的成员指针。对于虚函数，调用时不会直接固定调用基类版本，而是会根据对象的实际动态类型（即构造完成后的Derived类型）去查找虚表中的对应函数。
3. 构造前后的动态类型变化：基类构造期间，对象的动态类型是Base，所以此时直接调用foo()会执行Base::foo；但当整个Derived对象构造完成后，对象的虚表已经切换为Derived的虚表，此时通过std::bind保存的this指针调用虚函数，就会触发Derived::foo的执行。

简单来说，std::bind并没有把调用固定在Base::foo上，只是保存了调用虚函数的入口和对象指针，最终调用哪个版本由对象构造完成后的实际类型决定。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者codesavesworld