c++ 重载、覆盖 (隐藏)(virtual)
背景:不用说,学习C++的你,一定知道这是个词……至于难不难懂,就看你的理解能力了,我理解也是费劲千辛万苦啊,成员函数的重载、覆盖(override)、隐藏、virtual 很容易混淆,C++程序员必须要搞清楚概念,否则错误将防不胜防。
注:此处的覆盖,英文(override),有些地方翻译为重写等
正文:
一、重载与覆盖
成员函数被重载的特征:
(1)相同的范围(在同一个类中);
(2)函数名字相同;
(3)参数不同;
(4)virtual 关键字可有可无。
覆盖是指派生类函数覆盖基类函数,特征是:
(1)不同的范围(分别位于派生类与基类);
(2)函数名字相同;
(3)参数相同;
(4)基类函数必须有virtual 关键字。
#include <iostream.h>
class Base
{
public:
void f(int x){ cout << "Base::f(int) " << x << endl; }
void f(float x){ cout << "Base::f(float) " << x << endl; }
virtual void g(void){ cout << "Base::g(void)" << endl;}
};
class Derived : public Base
{
public:
virtual void g(void){ cout << "Derived::g(void)" << endl;}
};
void main(void)
{
Derived d;
Base *pb = &d;
pb->f(42); // Base::f(int) 42pb->f(3.14f); // Base::f(float) 3.14
pb->g(); // Derived::g(void)
}
上述代码中 函数Base::f(int)与Base::f(float)相互重载,而Base::g(void)
被Derived::g(void)覆盖。
二、令人迷惑的隐藏规则
本来仅仅区别重载与覆盖并不算困难(此处隐藏和重载没什么关系,因为重载是同一个类中),但是C++的隐藏规则使问题复杂性陡然增加。这里“隐藏”是指派生类的函数屏蔽了与其同名的基类函数,规则如下:
(1)如果派生类的函数与基类的函数同名,但是参数不同。此时,不论有无virtual关键字,基类的函数将被隐藏(注意:别与覆盖混淆)。
(2)如果派生类的函数与基类的函数同名,并且参数也相同,但是基类函数没有virtual关键字。此时,基类的函数被隐藏(注意:别与覆盖混淆)。#include <iostream.h>
class Base
{
public:
virtual void f(float x){ cout << "Base::f(float) " << x << endl; }
void g(float x){ cout << "Base::g(float) " << x << endl; }
void h(float x){ cout << "Base::h(float) " << x << endl; }
};
class Derived : public Base
{
public:
virtual void f(float x){ cout << "Derived::f(float) " << x << endl; }
void g(int x){ cout << "Derived::g(int) " << x << endl; }
void h(float x){ cout << "Derived::h(float) " << x << endl; }
};(1)函数Derived::f(float)覆盖了Base::f(float)。
(2)函数Derived::g(int)隐藏了Base::g(float),而不是重载。
(3)函数Derived::h(float)隐藏了Base::h(float),而不是覆盖。void main(void)
{
Derived d;
Base *pb = &d;
Derived *pd = &d;// Good : behavior depends solely on type of the object
// 属于正常的覆盖,这里最好理解
pb->f(3.14f); // Derived::f(float) 3.14
pd->f(3.14f); // Derived::f(float) 3.14// Bad : behavior depends on type of the pointer
// 隐藏的第一点,参数不同,函数名一样
// 此时看指针,什么指针调用什么方法
pb->g(3.14f); // Base::g(float) 3.14
pd->g(3.14f); // Derived::g(int) 3 (surprise!) // 本意是调用Base::g(float)但却是被派生类中的 g(int) 隐藏了// Bad : behavior depends on type of the pointer
// 不是覆盖,因为没有virtual,相比与函数f,不同是的没有virtual
// 隐藏的第二点,参数一样,函数名一样,没有virtual
// 此时看指针,什么指针调用什么方法
pb->h(3.14f); // Base::h(float) 3.14 (surprise!) // 本意是 pb 初始化到 Derived d; 应该调用 Derived中的方法,但却被隐藏了
pd->h(3.14f); // Derived::h(float) 3.14
}示例程序中,语句pd->g(3.14f);的本意是调用 Base::g(float)但却是被派生类中的 Derived::g(int) 隐藏了。由于数字 3.14f 不能被隐式地转化为 int ,所以在编译时出错。
隐藏并不针对是否是基类或者派生类而存在与否,出现了隐藏时,要看指针的归属,指针是基类的所调用的函数也就是基类的,反之亦然。三、摆脱隐藏从第二点中,我们看出隐藏规则引起了不少麻烦。但是隐藏规则至少有两个存在的理由:1、写语句pd->g(3.14f);的人可能真的想调用Derived::g(int)函数,只是他误将参数写错了。有了隐藏规则,编译器就可以明确指出错误,这未必不是好事。否则,编译器会静悄悄地将错就错,程序员将很难发现这个错误,流下祸根。
2、假如类Derived有多个基类(多重继承),有时搞不清楚哪些基类定义了函数g。如果没有隐藏规则,那么pd->g(3.14f)可能会调用一个出乎意料的基类函数g。尽管隐藏规则看起来不怎么有道理,但它的确能消灭这些意外。
那我们如何避免发生这种身为双刃剑的隐藏所带来的困扰呢,看下面的代码,应该就不用解释了吧:
void main(void)
{
Derived d;
Base *pb = &d;
Derived *pd = &d;pb->f(3.14f); // Derived::f(float) 3.14
pd->f(3.14f); // Derived::f(float) 3.14pb->g(3.14f); // Base::g(float) 3.14
pd->Base::g(3.14f); // Base::g(float) 3.14pb->h(3.14f); // Base::h(float) 3.14
pd->Base::h(3.14f); // Base::h(float) 3.14
}四、virtual从隐藏的第二点和正常的override相比,你应该看出virtual的重要性了,如果你的本意是要override的话,请一定不要忘了带上 virtual 关键字。
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