[转载]成员函数的重载、覆盖与隐藏

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  引自《高质量C++/C编程指南--第八章 C++函数的高级特性》

8.2成员函数的重载、覆盖与隐藏

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。

8.2.1 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。

示例8-2-1中，函数Base::f(int)与Base::f(float)相互重载，而Base::g(void)被Derived::g(void)覆盖。

2.    #include
3.   
4.    class Base
5.    {
6.    public:
7.     void f(int x){ cout << "Base::f(int) " << x << endl; }
8.     void f(float x){ cout << "Base::f(float) " << x << endl; }
9.     virtual void g(void){ cout << "Base::g(void)" << endl;}
10.    };
11.   
12.   class Derived : public Base
13.    {
14.    public:
15.     virtual void g(void){ cout << "Derived::g(void)" << endl;}
16.    };
17.    
18.    void main(void)
19.    {
20.     Derived d;
21.     Base *pb = &d;
22.     pb->f(42); // Base::f(int) 42
23.     pb->f(3.14f); // Base::f(float) 3.14
24.     pb->g(); // Derived::g(void)
25.    }

复制代码

   示例8-2-1成员函数的重载和覆盖

8.2.2 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，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).

示例程序8-2-2(a)中：

(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.

2.    #include
3.   
4.   class Base
5.    {
6.    public:
7.     virtual void f(float x){ cout << "Base::f(float) " << x << endl; }
8.     void g(float x){ cout << "Base::g(float) " << x << endl; }
9.     void h(float x){ cout << "Base::h(float) " << x << endl; }
10.    };
11.    
12.    class Derived : public Base
13.    {
14.    public:
15.     virtual void f(float x){ cout << "Derived::f(float) " << x << endl; }
16.     void g(int x){ cout << "Derived::g(int) " << x << endl; }
17.     void h(float x){ cout << "Derived::h(float) " << x << endl; }
18.    };

复制代码

  示例8-2-2(a)成员函数的重载、覆盖和隐藏

据作者考察，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.

示例8-2-2(b)中，pb和pd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.

2.    void main(void)
3.    {
4.     Derived d;
5.     Base *pb = &d;
7.     Derived *pd = &d;
8.    
9.     // Good : behavior depends solely on type of the object
10.     pb->f(3.14f); // Derived::f(float) 3.14
11.     pd->f(3.14f); // Derived::f(float) 3.14
12.    
13.     // Bad : behavior depends on type of the pointer
14.     pb->g(3.14f); // Base::g(float) 3.14
15.     pd->g(3.14f); // Derived::g(int) 3 (surprise!)
16.    
17.     // Bad : behavior depends on type of the pointer
18.     pb->h(3.14f); // Base::h(float) 3.14 (surprise!)
19.     pd->h(3.14f); // Derived::h(float) 3.14
20.    }

复制代码

   示例8-2-2(b) 重载、覆盖和隐藏的比较

8.2.3 摆脱隐藏

隐藏规则引起了不少麻烦.示例8-2-3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.

2.    class Base
3.    {
4.     public:
5.     void f(int x);
6.    };
7.    
8.    class Derived : public Base
9.    {
10.     public:
11.     void f(char *str);
12.    };
13.    
14.    void Test(void)
15.    {
16.     Derived *pd = new Derived;
17.     pd->f(10); // error
18.    }

复制代码

   示例8-2-3 由于隐藏而导致错误

从示例8-2-3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.

示例8-2-3中，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.

2.    class Derived : public Base
3.    {
4.     public:
5.     void f(char *str);
6.     void f(int x) { Base::f(x); }
7.    };

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