C++成员函数的重载、覆盖与隐藏

左手的ㄟ右手 2022-09-18 04:41 257阅读 0赞

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成员函数的重载、覆盖（override）与隐藏很容易混淆，C++程序员必须要搞清楚概念，否则错误将防不胜防。

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：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。

函数Base::f(int)与Base::f(float)相互重载，而Base::g(void)被Derived::g(void)覆盖。  
\#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) 42  
pb->f(3.14f); // Base::f(float) 3.14  
pb->g(); // Derived::g(void)  
\}

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（注意别与重载混淆）。  
（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）。

（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。

很多C++程序员没有意识到有“隐藏”这回事。由于认识不够深刻，“隐藏”的发生可谓神出鬼没，常常产生令人迷惑的结果。bp 和dp 指向同一地址，按理说运行结果应该是相同的，可事实并非这样。  
  
\#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; \}  
\};  
  
  
void main(void)  
\{  
Derived d;  
Base \*pb = &d;  
Derived \*pd = &d;  
// Good : behavior depends solely on type of the object  
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  
pb->g(3.14f); // Base::g(float) 3.14  
pd->g(3.14f); // Derived::g(int) 3 (surprise!)  
// Bad : behavior depends on type of the pointer  
pb->h(3.14f); // Base::h(float) 3.14 (surprise!)  
pd->h(3.14f); // Derived::h(float) 3.14  
\}

摆脱隐藏  
隐藏规则引起了不少麻烦。示例程序中，语句pd->f(10)的本意是想调用函数Base::f(int)，但是Base::f(int)不幸被Derived::f(char \*)隐藏了。由于数字10不能被隐式地转化为字符串，所以在编译时出错。  
class Base  
\{  
public:  
void f(int x);  
\};  
class Derived : public Base  
\{  
public:  
void f(char \*str);  
\};  
void Test(void)  
\{  
Derived \*pd = new Derived;  
pd->f(10); // error  
\}  
  
从示例 看来，隐藏规则似乎很愚蠢。但是隐藏规则至少有两个存在的理由：写语句pd->f(10)的人可能真的想调用Derived::f(char \*)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。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f。如果没有隐藏规则，那么pd->f(10)可能会调用一个出乎意料的基类函数f。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。  
如果语句pd->f(10)一定要调用函数Base::f(int)，那么将类Derived 修改为如下即可。  
class Derived : public Base  
\{  
public:  
void f(char \*str);  
void f(int x) \{ Base::f(x); \}  
\};

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