成員函數的重載、覆蓋與隱藏詳細解析

2020-01-26 15:47:40

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1 重載與覆蓋
成員函數被重載的特征：
（1）相同的范圍（在同一個類中）；
（2）函數名字相同；
（3）參數不同；
（4）virtual 關鍵字可有可無。
覆蓋是指派生類函數覆蓋基類函數，特征是：
（1）不同的范圍（分別位于派生類與基類）；
（2）函數名字相同；
（3）參數相同；
（4）基類函數必須有virtual 關鍵字。
下面示例中，函數Base::f(int)與Base::f(float)相互重載，而Base::g(void)被Derived::g(void)覆蓋。

復制代碼代碼如下:

#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)
}

2 令人迷惑的隱藏規則
本來僅僅區別重載與覆蓋并不算困難，但是C++的隱藏規則使問題復雜性陡然增加。
這里“隱藏”是指派生類的函數屏蔽了與其同名的基類函數，規則如下：

（1）如果派生類的函數與基類的函數同名，但是參數不同。此時，不論有無virtual關鍵字，基類的函數將被隱藏（注意別與重載混淆）。

（2）如果派生類的函數與基類的函數同名，并且參數也相同，但是基類函數沒有virtual關鍵字。此時，基類的函數被隱藏（注意別與覆蓋混淆）。

下面示例中：
（1）函數Derived::f(float)覆蓋了Base::f(float)。
（2）函數Derived::g(int)隱藏了Base::g(float)，而不是重載。
（3）函數Derived::h(float)隱藏了Base::h(float)，而不是覆蓋。

復制代碼代碼如下:

#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; }
};

據作者考察，很多C++程序員沒有意識到有“隱藏”這回事。由于認識不夠深刻，“隱藏”的發生可謂神出鬼沒，常常產生令人迷惑的結果。

下面示例，bp 和dp 指向同一地址，按理說運行結果應該是相同的，可事實并非這樣。

復制代碼代碼如下:

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
}

3 擺脫隱藏
隱藏規則引起了不少麻煩。下面示例中，語句pd->f(10)的本意是想調用函數Base::f(int)，但是Base::f(int)不幸被Derived::f(char *)隱藏了。由于數字10不能被隱式地轉化為字符串，所以在編譯時出錯。

復制代碼代碼如下:

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
}