c++ 重载、覆盖 (隐藏)(virtual)
2014-11-22 22:24
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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。
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> classBase { public: voidf(intx){cout<<"Base::f(int)"<<x<<endl;} voidf(floatx){cout<<"Base::f(float)"<<x<<endl;} virtualvoidg(void){cout<<"Base::g(void)"<<endl;} }; classDerived:publicBase { public: virtualvoidg(void){cout<<"Derived::g(void)"<<endl;} }; voidmain(void) { Derivedd; Base*pb=&d; pb->f(42);//Base::f(int)42 pb->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)。[code]#include<iostream.h> classBase { public: virtualvoidf(floatx){cout<<"Base::f(float)"<<x<<endl;} voidg(floatx){cout<<"Base::g(float)"<<x<<endl;} voidh(floatx){cout<<"Base::h(float)"<<x<<endl;} }; classDerived:publicBase { public: virtualvoidf(floatx){cout<<"Derived::f(float)"<<x<<endl;} voidg(intx){cout<<"Derived::g(int)"<<x<<endl;} voidh(floatx){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。
voidmain(void) { Derivedd; Base*pb=&d; Derived*pd=&d; //Good:behaviordependssolelyontypeoftheobject //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:behaviordependsontypeofthepointer //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:behaviordependsontypeofthepointer //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Derivedd;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:
voidmain(void)
{
Derivedd;
Base*pb=&d;
Derived*pd=&d;
pb->f(3.14f);//Derived::f(float)3.14
pd->f(3.14f);//Derived::f(float)3.14
pb->g(3.14f);//Base::g(float)3.14
pd->Base::g(3.14f);//Base::g(float)3.14
pb->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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