C++函数覆盖的思考

最近碰到一些问题，一开始很难调试和解决，最后发现原来是在基类函数的模板方法中对子类需要重写的函数没有使用virtual,如下

class Base
{
public:
    void say(){test();}
    void test(){}
};

class Child : public Base
{
public:
    void test(){}
};

准备用Template Method的我很有自信的敲着自己的代码，期待在

Child a;
a.say();

的时候，a会去最终调用Child的test。注意，这里面没有牵扯到任何基类指针乃至基类引用指向子类的概念，纯粹是一个Child实体，我一厢情愿的以为a的say在进入Base的say之后，会去调用Child的test.因为它本身就是Child嘛~但就是这么个很小的细节，让我的问题在出现的时候我很难理解。真实的情况是此时的test实际调用的是Base的test。但如果我们换个写法

class Base
{
public:
    void say(){test();}
    virtual void test(){}
};

class Child : public Base
{
public:
    virtual void test(){}
};

此时a.test会去最终调用Child的test。为什么，这里面根本就没有基类指针或者基类引用去指向子类的过程啊！虚函数的实现不是一定要通过指针或者引用吗？纯粹这样的实体类为什么也会采取动态绑定？

其实这也只能怪自己读书太肤浅，一直天真的以为动态绑定的实现必须满足两个先天条件。即virtual关键字的满足和基类指针和引用的满足。其实我们错了，C++中对应virtual机制来说，不过你是不是指针或者引用，只要你是Child实体并且满足virtual重写父类，那么无论如何，都会进入到你自己的函数当中去。因此，当我们要实现设计模式中模板方法模式的时候，不要怀疑和犹豫我此时需要子类实现的函数要不要虚函数，因为答案一定是一定要。你可以考虑这样的情况，其实只有两种方法会真正用到子类，一种是基类指针或者引用，一种就是子类实体本身，结合上文案例，不管这两种情况你采用哪种，当对应到test进行选择的时候，如果你用virtual都会根据最终的实际类型去选择，这就是区别。

再比如，当我们要抽象A与B提炼公共类C的时候，其实不需要考虑到底外部会不会对C进行调用，就算没有对C进行引用，一旦你做了公共分离，你就会在公共代码中去调用你子类的函数，此时你的公共类中必然有这个函数的空定义或者接口，你可以考虑如果不进行virtual修饰那情况会是什么样。比如

class C
{
public:
    void say() {test();}
    void test();
};

class A
{
public:
    void test();
};

class B
{
public:
    void test();
};

你将公共代码的say进行提炼到父类C的时候，当外界对你的A进行a.say(),自然而然会去调用C的say,但这个时候，里面的test要注意不是virtual,为什么会出现这种选择？因为我们在做抽象分离的时候确实会去考虑这个问题----倘若外界没有对我公共接口的访问，我还需要虚函数吗？

答案很明显已经出来了，结合上文，即使你外界没有对你的C进行任何接口调用，你的A或者B都是写死的，比如A a; B c;没有 C *a = new A等，你也务必需要在提取公共类的时候显示加上virtual

class C
{
public:
    void say() {test();}
    virtual void test();
};

class A
{
public:
    virtual void test();
};

class B
{
public:
    virtual void test();
};

因为只有这样，外界对A进行say访问的时候，最终的test才会调到它自己，否则，就会去调C的test。

总结，归根结底，C++的virtual并不是说一定要和基类指针或者引用挂钩才会起作用（其实很多介绍多态的书在举例子的时候大多采用这种写法因此会给我们带来一定误导，让我们始终认为这两个条件的必要性），其实哪怕只是实例，也是需要将virtual考虑在内的。