重载、覆盖、多态与函数隐藏（转贴，值得一看）

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转载最新推荐文章于 2026-03-24 00:14:50 发布 916 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

C++多态篇2——虚函数表详解之从内存布局看函数重载，函数覆盖，函数隐藏上一篇C++多态篇1一静态联编，动态联编、虚函数与虚函数表vtable中，我在最后分析了虚函数与虚函数表的内存布局，在下一篇详细剖析虚函数及虚函数表的过程中，我发现有关函数重载，函数覆盖，函数重写和函数协变的知识也要理解清楚才能对虚函数表在内存中的布局，对派生类的对象模型以及对多态的实现有更深的理解。所以这一篇我作为一篇过渡篇，也同时对我以前写过的一篇博文进行一个收尾。在C++继承详解阅读详情

经常看到C++的一些初学者对于重载、覆盖、多态与函数隐藏的模糊理解。在这里写一点自己的见解，希望能够C++初学者解惑。

要弄清楚重载、覆盖、多态与函数隐藏之间的复杂且微妙关系之前，我们首先要来回顾一下重载覆盖等基本概念。

首先，我们来看一个非常简单的例子，理解一下什么叫函数隐藏hide。

#include <iostream>

using namespace std;

class Base{

public:

void fun() { cout << "Base::fun()" << endl; }

};

class Derive : public Base{

public:

void fun(int i) { cout << "Derive::fun()" << endl; }

};

int main()

{

Derive d;

//下面一句错误，故屏蔽掉

//d.fun();error C2660: 'fun' : function does not take 0 parameters

d.fun(1);

Derive *pd =new Derive();

//下面一句错误，故屏蔽掉

//pd->fun();error C2660: 'fun' : function does not take 0 parameters

pd->fun(1);

delete pd;

return 0;

}

/*在不同的非命名空间作用域里的函数不构成重载,子类和父类是不同的两个作用域。

在本例中,两个函数在不同作用域中,故不够成重载,除非这个作用域是命名空间作用域。*/

在这个例子中，函数不是重载overload，也不是覆盖override，而是隐藏hide。

接下来的5个例子具体说明一下什么叫隐藏

例1

#include <iostream>

using namespace std;

class Basic{

public:

void fun(){cout << "Base::fun()" << endl;}//overload

void fun(int i){cout << "Base::fun(int i)" << endl;}//overload

};

class Derive :public Basic{

public:

void fun2(){cout << "Derive::fun2()" << endl;}

};

int main()

{

Derive d;

d.fun();//正确，派生类没有与基类同名函数声明，则基类中的所有同名重载函数都会作为候选函数。

d.fun(1);//正确，派生类没有与基类同名函数声明，则基类中的所有同名重载函数都会作为候选函数。

return 0;

}

例2

#include <iostream>

using namespace std;

class Basic{

public:

void fun(){cout << "Base::fun()" << endl;}//overload

void fun(int i){cout << "Base::fun(int i)" << endl;}//overload

};

class Derive :public Basic{

public:

//新的函数版本,基类所有的重载版本都被屏蔽,在这里,我们称之为函数隐藏hide

//派生类中有基类的同名函数的声明，则基类中的同名函数不会作为候选函数，即使基类有不同的参数表的多个版本的重载函数。

void fun(int i,int j){cout << "Derive::fun(int i,int j)" << endl;}

void fun2(){cout << "Derive::fun2()" << endl;}

};

int main()

{

Derive d;

d.fun(1,2);

//下面一句错误，故屏蔽掉

//d.fun();error C2660: 'fun' : function does not take 0 parameters

return 0;

}

例3

#include <iostream>

using namespace std;

class Basic{

public:

void fun(){cout << "Base::fun()" << endl;}//overload

void fun(int i){cout << "Base::fun(int i)" << endl;}//overload

};

class Derive :public Basic{

public:

//覆盖override基类的其中一个函数版本,同样基类所有的重载版本都被隐藏hide

//派生类中有基类的同名函数的声明，则基类中的同名函数不会作为候选函数，即使基类有不同的参数表的多个版本的重载函数。

void fun(){cout << "Derive::fun()" << endl;}

void fun2(){cout << "Derive::fun2()" << endl;}

};

int main()

{

Derive d;

d.fun();

//下面一句错误，故屏蔽掉

//d.fun(1);error C2660: 'fun' : function does not take 1 parameters

return 0;

}

例4

#include <iostream>

using namespace std;

class Basic{

public:

void fun(){cout << "Base::fun()" << endl;}//overload

void fun(int i){cout << "Base::fun(int i)" << endl;}//overload

};

class Derive :public Basic{

public:

using Basic::fun;

void fun(){cout << "Derive::fun()" << endl;}

void fun2(){cout << "Derive::fun2()" << endl;}

};

int main()

{

Derive d;

d.fun();//正确

d.fun(1);//正确

return 0;

}

/*

输出结果

Derive::fun()

Base::fun(int i)

Press any key to continue

*/

例5

#include <iostream>

using namespace std;

class Basic{

public:

void fun(){cout << "Base::fun()" << endl;}//overload

void fun(int i){cout << "Base::fun(int i)" << endl;}//overload

};

class Derive :public Basic{

public:

using Basic::fun;

void fun(int i,int j){cout << "Derive::fun(int i,int j)" << endl;}

void fun2(){cout << "Derive::fun2()" << endl;}

};

int main()

{

Derive d;

d.fun();//正确

d.fun(1);//正确

d.fun(1,2);//正确

return 0;

}

/*

输出结果

Base::fun()

Base::fun(int i)

Derive::fun(int i,int j)

Press any key to continue

*/

(篇幅所限，未完，待续)
(续上)

[C++基础]重载、覆盖、多态与函数隐藏

好了，我们先来一个小小的总结重载与覆盖两者之间的特征

重载overload的特征：

n 相同的范围(在同一个类中)；

n 函数名相同参数不同；

n virtual 关键字可有可无。

覆盖override是指派生类函数覆盖基类函数，覆盖的特征是：

n 不同的范围(分别位于派生类与基类)；

n 函数名和参数都相同；

n 基类函数必须有virtual 关键字。(若没有virtual 关键字则称之为隐藏hide)

如果基类有某个函数的多个重载(overload)版本，而你在派生类中重写(override)了基类中的一个或多个函数版本，或是在派生类中重新添加了新的函数版本(函数名相同，参数不同)，则所有基类的重载版本都被屏蔽，在这里我们称之为隐藏hide。所以，在一般情况下，你想在派生类中使用新的函数版本又想使用基类的函数版本时，你应该在派生类中重写基类中的所有重载版本。你若是不想重写基类的重载的函数版本，则你应该使用例4或例5方式，显式声明基类名字空间作用域。

事实上，C++编译器认为，相同函数名不同参数的函数之间根本没有什么关系，它们根本就是两个毫不相关的函数。只是C++语言为了模拟现实世界，为了让程序员更直观的思维处理现实世界中的问题，才引入了重载和覆盖的概念。重载是在相同名字空间作用域下，而覆盖则是在不同的名字空间作用域下，比如基类和派生类即为两个不同的名字空间作用域。在继承过程中，若发生派生类与基类函数同名问题时，便会发生基类函数的隐藏。当然，这里讨论的情况是基类函数前面没有virtual 关键字。在有virtual 关键字关键字时的情形我们另做讨论。

继承类重写了基类的某一函数版本，以产生自己功能的接口。此时C++编绎器认为，你现在既然要使用派生类的自己重新改写的接口，那我基类的接口就不提供给你了(当然你可以用显式声明名字空间作用域的方法，见[C++基础]重载、覆盖、多态与函数隐藏(1))。而不会理会你基类的接口是有重载特性的。若是你要在派生类里继续保持重载的特性，那你就自己再给出接口重载的特性吧。所以在派生类里，只要函数名一样，基类的函数版本就会被无情地屏蔽。在编绎器中，屏蔽是通过名字空间作用域实现的。

所以，在派生类中要保持基类的函数重载版本，就应该重写所有基类的重载版本。重载只在当前类中有效，继承会失去函数重载的特性。也就是说，要把基类的重载函数放在继承的派生类里，就必须重写。

这里“隐藏”是指派生类的函数屏蔽了与其同名的基类函数，具体规则我们也来做一小结：

n 如果派生类的函数与基类的函数同名，但是参数不同。此时，若基类无virtual关键字，基类的函数将被隐藏。(注意别与重载混淆，虽然函数名相同参数不同应称之为重载，但这里不能理解为重载，因为派生类和基类不在同一名字空间作用域内。这里理解为隐藏)

n 如果派生类的函数与基类的函数同名，但是参数不同。此时，若基类有virtual关键字，基类的函数将被隐式继承到派生类的vtable中。此时派生类vtable中的函数指向基类版本的函数地址。同时这个新的函数版本添加到派生类中，作为派生类的重载版本。但在基类指针实现多态调用函数方法时，这个新的派生类函数版本将会被隐藏。

n 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，这里理解为隐藏)。

n 如果派生类的函数与基类的函数同名，并且参数也相同，但是基类函数有virtual关键字。此时，基类的函数不会被“隐藏”。(在这里，你要理解为覆盖哦^_^)。

插曲：基类函数前没有virtual关键字时，我们要重写更为顺口些，在有virtual关键字时，我们叫覆盖更为合理些，戒此，我也希望大家能够更好的理解C++中一些微妙的东西。费话少说，我们举例说明吧。

例6

#include <iostream>

using namespace std;

class Base{

public:

virtual void fun() { cout << "Base::fun()" << endl; }//overload

virtual void fun(int i) { cout << "Base::fun(int i)" << endl; }//overload

};

class Derive : public Base{

public:

void fun() { cout << "Derive::fun()" << endl; }//override

void fun(int i) { cout << "Derive::fun(int i)" << endl; }//override

void fun(int i,int j){ cout<< "Derive::fun(int i,int j)" <<endl;}//overload

};

int main()

{

Base *pb = new Derive();

pb->fun();

pb->fun(1);

//下面一句错误，故屏蔽掉

//pb->fun(1,2);virtual函数不能进行overload,error C2661: 'fun' : no overloaded function takes 2 parameters

cout << endl;

Derive *pd = new Derive();

pd->fun();

pd->fun(1);

pd->fun(1,2);//overload

delete pb;

delete pd;

return 0;

}

/*

输出结果

Derive::fun()

Derive::fun(int i)

Derive::fun()

Derive::fun(int i)

Derive::fun(int i,int j)

Press any key to continue

*/

例7-1

#include <iostream>

using namespace std;

class Base{

public:

virtual void fun(int i){ cout <<"Base::fun(int i)"<< endl; }

};

class Derive : public Base{};

int main()

{

Base *pb = new Derive();

pb->fun(1);//Base::fun(int i)

delete pb;

return 0;

}

例7-2

#include <iostream>

using namespace std;

class Base{

public:

virtual void fun(int i){ cout <<"Base::fun(int i)"<< endl; }

};

class Derive : public Base{

public:

void fun(double d){ cout <<"Derive::fun(double d)"<< endl; }

};

int main()

{

Base *pb = new Derive();

pb->fun(1);//Base::fun(int i)

pb->fun((double)0.01);//Base::fun(int i)

delete pb;

return 0;

}

例8-1

#include <iostream>

using namespace std;

class Base{

public:

virtual void fun(int i){ cout <<"Base::fun(int i)"<< endl; }

};

class Derive : public Base{

public:

void fun(int i){ cout <<"Derive::fun(int i)"<< endl; }

};

int main()

{

Base *pb = new Derive();

pb->fun(1);//Derive::fun(int i)

delete pb;

return 0;

}

(篇幅所限，未完，待续)
(续上)

[C++基础]重载、覆盖、多态与函数隐藏

例8-2

#include <iostream>

using namespace std;

class Base{

public:

virtual void fun(int i){ cout <<"Base::fun(int i)"<< endl; }

};

class Derive : public Base{

public:

void fun(int i){ cout <<"Derive::fun(int i)"<< endl; }

void fun(double d){ cout <<"Derive::fun(double d)"<< endl; }

};

int main()

{

Base *pb = new Derive();

pb->fun(1);//Derive::fun(int i)

pb->fun((double)0.01);//Derive::fun(int i)

delete pb;

return 0;

}

例9

#include <iostream>

using namespace std;

class Base{

public:

virtual void fun(int i){ cout <<"Base::fun(int i)"<< endl; }

};

class Derive : public Base{

public:

void fun(int i){ cout <<"Derive::fun(int i)"<< endl; }

void fun(char c){ cout <<"Derive::fun(char c)"<< endl; }

void fun(double d){ cout <<"Derive::fun(double d)"<< endl; }

};

int main()

{

Base *pb = new Derive();

pb->fun(1);//Derive::fun(int i)

pb->fun('a');//Derive::fun(int i)

pb->fun((double)0.01);//Derive::fun(int i)

Derive *pd =new Derive();

pd->fun(1);//Derive::fun(int i)

//overload

pd->fun('a');//Derive::fun(char c)

//overload

pd->fun(0.01);//Derive::fun(double d)

delete pb;

delete pd;

return 0;

}

例7-1和例8-1很好理解，我把这两个例子放在这里，是让大家作一个比较摆了，也是为了帮助大家更好的理解：

n 例7-1中，派生类没有覆盖基类的虚函数，此时派生类的vtable中的函数指针指向的地址就是基类的虚函数地址。

n 例8-1中，派生类覆盖了基类的虚函数，此时派生类的vtable中的函数指针指向的地址就是派生类自己的重写的虚函数地址。

在例7-2和8-2看起来有点怪怪，其实，你按照上面的原则对比一下，答案也是明朗的：

n 例7-2中，我们为派生类重载了一个函数版本：void fun(double d) 其实，这只是一个障眼法。我们具体来分析一下，基类共有几个函数，派生类共有几个函数：

类型
基类
派生类

Vtable部分
void fun(int i)
指向基类版的虚函数void fun(int i)

静态部分

void fun(double d)

我们再来分析一下以下三句代码

Base *pb = new Derive();

pb->fun(1);//Base::fun(int i)

pb->fun((double)0.01);//Base::fun(int i)

这第一句是关键，基类指针指向派生类的对象，我们知道这是多态调用；接下来第二句，运行时基类指针根据运行时对象的类型，发现是派生类对象，所以首先到派生类的vtable中去查找派生类的虚函数版本，发现派生类没有覆盖基类的虚函数，派生类的vtable只是作了一个指向基类虚函数地址的一个指向，所以理所当然地去调用基类版本的虚函数。最后一句，程序运行仍然埋头去找派生类的vtable，发现根本没有这个版本的虚函数，只好回头调用自己的仅有一个虚函数。

这里还值得一提的是：如果此时基类有多个虚函数，此时程序编绎时会提示”调用不明确”。示例如下

#include <iostream>

using namespace std;

class Base{

public:

virtual void fun(int i){ cout <<"Base::fun(int i)"<< endl; }

virtual void fun(char c){ cout <<"Base::fun(char c)"<< endl; }

};

class Derive : public Base{

public:

void fun(double d){ cout <<"Derive::fun(double d)"<< endl; }

};

int main()

{

Base *pb = new Derive();

pb->fun(0.01);//error C2668: 'fun' : ambiguous call to overloaded function

delete pb;

return 0;

}

好了，我们再来分析一下例8-2。

n 例8-2中，我们也为派生类重载了一个函数版本：void fun(double d) ，同时覆盖了基类的虚函数，我们再来具体来分析一下，基类共有几个函数，派生类共有几个函数：

类型
基类
派生类

Vtable部分
void fun(int i)
void fun(int i)

静态部分

void fun(double d)

从表中我们可以看到，派生类的vtable中函数指针指向的是自己的重写的虚函数地址。

我们再来分析一下以下三句代码

Base *pb = new Derive();

pb->fun(1);//Derive::fun(int i)

pb->fun((double)0.01);//Derive::fun(int i)

第一句不必多说了，第二句，理所当然调用派生类的虚函数版本，第三句，嘿，感觉又怪怪的，其实呀，C++程序很笨的了，在运行时，埋头闯进派生类的vtable表中，只眼一看，靠，竞然没有想要的版本，真是想不通，基类指针为什么不四处转转再找找呢?呵呵，原来是眼力有限，基类年纪这么老了，想必肯定是老花了，它那双眼睛看得到的仅是自己的非Vtable部分(即静态部分)和自己要管理的Vtable部分，派生类的void fun(double d)那么远，看不到呀!再说了，派生类什么都要管，难道派生类没有自己的一点权力吗?哎，不吵了，各自管自己的吧^_^

唉!你是不是要叹气了，基类指针能进行多态调用，但是始终不能进行派生类的重载调用啊(参考例6)~~~

再来看看例9，本例的效果同例6，异曲同工。想必你理解了上面的这些例子后，这个也是小Kiss了。

(篇幅所限，未完，待续)

(续上)

[C++基础]重载、覆盖、多态与函数隐藏

小结：

重载overload是根据函数的参数列表来选择要调用的函数版本，而多态是根据运行时对象的实际类型来选择要调用的虚virtual函数版本，多态的实现是通过派生类对基类的虚virtual函数进行覆盖override来实现的，若派生类没有对基类的虚virtual函数进行覆盖override的话，则派生类会自动继承基类的虚virtual函数版本，此时无论基类指针指向的对象是基类型还是派生类型，都会调用基类版本的虚virtual函数；如果派生类对基类的虚virtual函数进行覆盖override的话，则会在运行时根据对象的实际类型来选择要调用的虚virtual函数版本，例如基类指针指向的对象类型为派生类型，则会调用派生类的虚virtual函数版本，从而实现多态。

使用多态的本意是要我们在基类中声明函数为virtual，并且是要在派生类中覆盖override基类的虚virtual函数版本，注意，此时的函数原型与基类保持一致，即同名同参数类型；如果你在派生类中新添加函数版本，你不能通过基类指针动态调用派生类的新的函数版本，这个新的函数版本只作为派生类的一个重载版本。还是同一句话，重载只有在当前类中有效，不管你是在基类重载的，还是在派生类中重载的，两者互不牵连。如果明白这一点的话，在例6、例9中，我们也会对其的输出结果顺利地理解。

重载是静态联编的，多态是动态联编的。进一步解释，重载与指针实际指向的对象类型无关，多态与指针实际指向的对象类型相关。若基类的指针调用派生类的重载版本，C++编绎认为是非法的，C++编绎器只认为基类指针只能调用基类的重载版本，重载只在当前类的名字空间作用域内有效，继承会失去重载的特性，当然，若此时的基类指针调用的是一个虚virtual函数，那么它还会进行动态选择基类的虚virtual函数版本还是派生类的虚virtual函数版本来进行具体的操作，这是通过基类指针实际指向的对象类型来做决定的，所以说重载与指针实际指向的对象类型无关，多态与指针实际指向的对象类型相关。

最后阐明一点，虚virtual函数同样可以进行重载，但是重载只能是在当前自己名字空间作用域内有效(请再次参考例6)。

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