Effective C++条款 37:绝不重新定义继承而来的缺省参数值
2012-08-11 15:59
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重新定义一个继承而来的non-virtual函数永远都是错误的,本条款的讨论限制在“带有缺省参数的virtual函数”。
virtual函数是动态绑定的,而缺省参数却是静态绑定。对象的所谓静态类型,是它在程序中被声明时所采用的类型。
#include
"StdAfx.h"
#include
<iostream>
using namespace std;
class Shape {
public:
enumShapeColor {Red, Green, Blue};
virtual
void draw(ShapeColor color = Red) const = 0;
};
class Rectangle :
publicShape {
public:
virtual
void draw(ShapeColor color = Green) const
{
cout<<"Rectanglewith default color Green"<<"and the current "<<color<<endl;
}
};
class Circle:
publicShape {
public:
virtual
void draw(ShapeColor color) const
{
cout<<"Circlewith uncertain Color"<<" andthe current "<<color<<endl;
}
};
Shape* ps; //静态类型是Shape*
Shape* pc = new Circle; //静态类型是Shape*
Shape* pr = new Rectangle; //静态类型是Shape*
ps,pc,pr不论这些指针指向什么,它们的静态类型都是Shape*
对象的所谓动态类型则是指“目前所指对象的类型”。可以在程序执行过程中改变virtual
函数系动态绑定而来,意思是调用一个virtual
函数时,究竟调用哪一份函数实现代码,取决于发出调用的那个对象的动态类型:
pc->draw(Shape::Blue); //调用Circle::draw
pr->draw(Shape::Blue); //调用Circle::draw
考虑带有缺省参数的virtual函数时,因为virtual函数是动态绑定的,而缺省参数是静态绑定的。意思是你可能在“调用一个定义于derivedclass内的virtual函数”的同时,却使用base
class 为他所指定的缺省参数值:
pr->draw(); //调用Rectangle::draw(Shape::Red)!
pr的动态类型是Rectangle*,所以调用的是Rectangle的virtual函数。Rectangle::draw函数的缺省参数应该是Green,但由于pr的静态类型是Shape*,所以调用的缺省参数值来自Shape
class而非Rectangle class!
即使把指针换成reference,问题仍然存在。
为什么c++坚持以这种乖张的方式来运作呢?答案在于运行期效率。如果缺省参数是动态绑定的,编译器就必须有某种办法在运行期为virtual函数决定适当的参数缺省值。这比目前实行的“在编译期决定”的机制更慢并且复杂。为了程序的执行速度和编译器实现上的简易度,c++做了这样的取舍,其结果就是你如今享受的执行效率。
如果你遵守这条规则,并且同时提供缺省参数值给base和derivedclasses的用户,又会发生什么呢?
classShape {
public:
enum {Red, Green, Blue};
virtual void draw(ShapeColor color = Red) const = 0;
};
classRectangle : public Shape {
public:
virtual void draw(ShapeColor color = Red) const;
};
代码重复。更糟的是,又带有相依性;如果Shape内的缺省参数值改变了,所有“重复给定缺省参数值”的那些derived
classes也必须改变,否则它们最终导致“重复定义一个继承而来的缺省参数值”。
怎么办?
当你想令virtual函数表现你所想要的行为却遭遇麻烦,聪明的做法是考虑替代设计。条款35。其中之一就是NVI手法:
令base class内的一个public non-virtual函数调用一个private
virtual函数,后者可被derived classes重新定义。这里我们可以让non-virtual函数指定缺省参数,而private
virtual函数负责真正的工作:
class Shape {
public:
enum {Red, Green, Blue};
void draw(ShapeColor color = Red) const
{
doDraw(color);
}
private:
virtual void doDraw(ShapeColor color)const = 0;
};
class Rectangle : public Shape {
public:
private:
virtual void doDraw(ShapeColor color) const;//不需指定缺省参数
};
由于non-virtual函数应该绝对不被derived classes覆写(条款36),这个设计很清楚的使draw函数的color缺省参数值总为Red。
virtual函数是动态绑定的,而缺省参数却是静态绑定。对象的所谓静态类型,是它在程序中被声明时所采用的类型。
#include
"StdAfx.h"
#include
<iostream>
using namespace std;
class Shape {
public:
enumShapeColor {Red, Green, Blue};
virtual
void draw(ShapeColor color = Red) const = 0;
};
class Rectangle :
publicShape {
public:
virtual
void draw(ShapeColor color = Green) const
{
cout<<"Rectanglewith default color Green"<<"and the current "<<color<<endl;
}
};
class Circle:
publicShape {
public:
virtual
void draw(ShapeColor color) const
{
cout<<"Circlewith uncertain Color"<<" andthe current "<<color<<endl;
}
};
Shape* ps; //静态类型是Shape*
Shape* pc = new Circle; //静态类型是Shape*
Shape* pr = new Rectangle; //静态类型是Shape*
ps,pc,pr不论这些指针指向什么,它们的静态类型都是Shape*
对象的所谓动态类型则是指“目前所指对象的类型”。可以在程序执行过程中改变virtual
函数系动态绑定而来,意思是调用一个virtual
函数时,究竟调用哪一份函数实现代码,取决于发出调用的那个对象的动态类型:
pc->draw(Shape::Blue); //调用Circle::draw
pr->draw(Shape::Blue); //调用Circle::draw
考虑带有缺省参数的virtual函数时,因为virtual函数是动态绑定的,而缺省参数是静态绑定的。意思是你可能在“调用一个定义于derivedclass内的virtual函数”的同时,却使用base
class 为他所指定的缺省参数值:
pr->draw(); //调用Rectangle::draw(Shape::Red)!
pr的动态类型是Rectangle*,所以调用的是Rectangle的virtual函数。Rectangle::draw函数的缺省参数应该是Green,但由于pr的静态类型是Shape*,所以调用的缺省参数值来自Shape
class而非Rectangle class!
即使把指针换成reference,问题仍然存在。
为什么c++坚持以这种乖张的方式来运作呢?答案在于运行期效率。如果缺省参数是动态绑定的,编译器就必须有某种办法在运行期为virtual函数决定适当的参数缺省值。这比目前实行的“在编译期决定”的机制更慢并且复杂。为了程序的执行速度和编译器实现上的简易度,c++做了这样的取舍,其结果就是你如今享受的执行效率。
如果你遵守这条规则,并且同时提供缺省参数值给base和derivedclasses的用户,又会发生什么呢?
classShape {
public:
enum {Red, Green, Blue};
virtual void draw(ShapeColor color = Red) const = 0;
};
classRectangle : public Shape {
public:
virtual void draw(ShapeColor color = Red) const;
};
代码重复。更糟的是,又带有相依性;如果Shape内的缺省参数值改变了,所有“重复给定缺省参数值”的那些derived
classes也必须改变,否则它们最终导致“重复定义一个继承而来的缺省参数值”。
怎么办?
当你想令virtual函数表现你所想要的行为却遭遇麻烦,聪明的做法是考虑替代设计。条款35。其中之一就是NVI手法:
令base class内的一个public non-virtual函数调用一个private
virtual函数,后者可被derived classes重新定义。这里我们可以让non-virtual函数指定缺省参数,而private
virtual函数负责真正的工作:
class Shape {
public:
enum {Red, Green, Blue};
void draw(ShapeColor color = Red) const
{
doDraw(color);
}
private:
virtual void doDraw(ShapeColor color)const = 0;
};
class Rectangle : public Shape {
public:
private:
virtual void doDraw(ShapeColor color) const;//不需指定缺省参数
};
由于non-virtual函数应该绝对不被derived classes覆写(条款36),这个设计很清楚的使draw函数的color缺省参数值总为Red。
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