C++基础篇--成员函数同名隐藏（overwrite）

  C++中成员函数间的各种关系比较复杂，之前介绍过重载和虚函数覆盖，今天再梳理另一种容易让人迷惑的机制--函数隐藏。先看两个例子：

例1.成员函数public继承

class Base{

public:

  void fun1(int a){  cout << "Base::fun1(int a)" << endl;  }

};

class Drv: public Base {

public:

  void fun2(int a) {  cout << "Drv::fun2(int a)" << endl;  }

};

void main()

{

  Drv dr;

  dr.fun1(1);   //继承自基类，输出Base::fun1(int a)

  dr.fun2(2);   //派生类自定义，输出Drv::fun2(int a)

}

    关于public/protected/private继承及接口/实现继承后文讨论，上例是为说明public继承后，派生类Drv可直接调用基类Base的成员函数，换句话基类普通成员函数（非virtual）在public派生类中默认可见。再看：

例2成员函数同名：

class Base

{

public:

  void fun1(int a){ cout<<"Base fun1(int a)"<<endl; }   //①

};

class Drv:public Base

{

public:

  void fun1(char* x){ cout<<"Drv fun1(char *x)"<endl; }   //②

};

void main(){

  Drv dr;

  char x =0;

  dr.fun1(1);   //③

  dr.fun1(&x); //④

}

    据已有知识分析：Drv public继承Base，因而基类成员函数void fun1(int a)①在Drv类域中可见；Drv自身又定义了void fun1(char *x)②，即Drv类域内同时有fun1(int a)和fun1(char *x)。有问题？木有吧，一个类域里包含同名不同参的函数，不就是C++函数重载(overload)么？

    而实际编译却报错，提示Drv中没有fun1(int)型函数③，为什么？Base类①处的void fun1(int a)不是被Drv自然继承而可见么？这引出C++继承时的一个额外限制：派生类成员函数某些情况下会屏蔽与其同名的基类成员函数，称为函数隐藏(overwrite)，规则如下：

  1)不论基类函数是否为virtual，只要有派生类函数与其同名但不同参，该基类函数在派生类中将被隐藏。(别与重载混淆)

  2)基类函数非virtual，有派生类函数与此基类函数同名同参，此时该基类函数在派生类中将被隐藏。(别与覆盖混淆)

    上例中由于Drv中②处定义了与基类函数同名不同参的fun1(char *x)，根据规则1)，Base类中fun1(int a)在Drv中被隐藏，Drv域中只有fun1(char *x)而没有fun1(int a)，因此③处调用dr.fun1(1)处错。

    从命名空间和作用域的视角去理解：隐藏就是“内部作用域”的成员屏蔽同名的"外部作用域“成员，如C局部变量屏蔽同名的全局变量。同样基类和派生类也有各自作用域且基类域（外层）包含派生类域（内层），因此如果派生类没有与基类同名成员（变量或函数），则基类成员在派生类里可见（继承）；如果派生类里有同名成员，则基类成员在派生类不可见（隐藏）。

    可能感觉不对，既然同名隐藏，为什么上面的函数隐藏规则那么啰嗦呢，隐藏和覆盖/重载又有什么关联？这其实是同一个问题。

世界为什么是现在这个样子L

    事物初始几步的定义往往决定了后面千百步，初期为解决某问题引入的方法常导致后面产生更多问题需要解决。环环相扣，无数的妥协和平衡后，软件就变成现在这样。

    当初制定C++隐藏规则时，估计会有两个问题摆在面前（完全臆测:)）：

    1)成员变量同名隐藏没什么可说的，但由于类的成员函数支持重载，隐藏规则必须在“隐藏同名同参的基类函数”还是“隐藏所有同名不同参的基类重载函数”间选择。似乎同名同参才隐藏更合情理，即只隐藏完全相同的基类函数，基类里其他同名不同参的函数可以继承下来，和派生类里同名新函数继续重载。最终C++却决定一杆子打翻一船，别说完全同名，同姓也不行。例2中Drv里定义了fun1就代表它会隐藏基类里所有叫fun1的，不管fun1(int)还是fun1(double)全部一扫空，世界清静了，我的地盘里只有我能姓fun1。

    这么做是有考量的，C++允许一个派生类从多个基类继承（多重继承），当程序规模较大，类继承层次较深时，来自不同基类的函数层层继承积累，派生类中同名重载函数可能很多，程序员又未必了解这些来自基类的重载函数。当他设计了与基类函数同名不同参的派生类函数，调用该函数时又不小心写错参数类型或顺序时，问题就大了：C++编译器会认为你本来就想调另一个基类继承的同名重载函数，于是热情的牵线搭桥，而程序员见编译正常还以为调用了正确函数，一运行结果不对，悲催了。特别是基于框架和类库编程时，这个trap更容易出现。

    隐藏机制可以预防这点：派生类里定义某函数fun1，所有基类fun1的重载函数版本全被屏蔽，这时如果在派生类里调fun1时写错参数，编译器就会报错，而不会再乱拉郎配。所以《Effetive C++》里说：”隐藏背后原因是为防止在程序库或应用框架内建立新的derived class时从疏远的base classes继承重载函数“。

    当然这种株连九族的做法反过来会导致例2中这种误伤，没关系，起码这种错误会被编译器主动抛出，有弥补机会。而且基类函数只是被隐藏，而不是不存在，上帝关一扇门，一定会为你留一扇窗，等会儿带你看窗。

    2)决定隐藏所有基类重载函数后问题又来了，都被隐藏，多态怎么实现？最后办法就是给基函数增加virtual关键字，从隐藏机制里划出一部分例外逻辑，用于虚函数覆盖机制。

    这就是函数隐藏规则不整齐的原因，重新归纳：如果基类函数为virtual，实现同名同参的派生类函数就是覆盖；除此之外，一旦派生类与基类函数同名（无论是否同参），所有同名基类函数都被隐藏。

如何访问被隐藏的成员

    函数被隐藏不代表其不存在，只是藏起来而已，C++有两种方法可以重新启用被隐藏的函数：

    1)用using关键字，自定义命名空间一节提到using可将一个作用域中的名字引入另一个作用域中；它的另一个用法是”using Base::fun”，这样派生类中如果定义同名但不同参的函数，基类函数将不会被隐藏，两个函数并存在派生类域中形成新的重载，如：

class Base

{

public:

  void fun1(int a){ cout<<"Base fun1(int a)"<endl; }

};

class Drv:publicBase

{

public:

  using Base::fun1;   //这句使基类中名为fun1的系列函数不再被株连（只可能被隐藏同名同参的一个）

  void fun1(char *x){cout<<"Drv fun1(char *x) !"<<endl; }

};

void main(){

  Drv dr;

  dr.fun(1);

}

    运行输出: Base fun1(int a)

    派生类中using Base::fun1显式包含基类中函数名为fun1的所有重载版本，这样派生类定义的fun1只能隐藏和它同名同参的基类函数，不能株连其他重载版本。

    2)用域限定符::来定位继承自Base却被派生类隐藏的成员，如上例将dr.fun1(1);改为dr.Base::fun1(1);即可，这种方法能调用所有被隐藏的基类成员变量和函数。

    这两种方法中2)更通用，派生类中被同名同参函数隐藏的基类函数，以及被隐藏的基类成员变量，只能用::定位启用，另外被覆盖的基类virtual函数也可以用这种方式显式调用。1)只是保护重载系列，同名同参仍然会被隐藏。

总结：

     不同于重载和覆盖的正面功能，同名隐藏在编程中应尽量避免：1）由于缺少类似virtual这种明显的语法特征，很多人容易忽略C++“隐藏”机制的存在，当派生类与基类函数同名时就和重载、覆盖等机制混淆，既降低可读性，又易产生bug。2）从面向对象思想的角度，隐藏也应尽量避免。基类里使用普通函数就代表这一功能在类的传承链中应固定不变，所有派生类都直接继承使用，隐藏则表明后来对这种继承链条的否定，体现了一种不变性部分的突变，使得逻辑上不协调。换句话，既然要隐藏，当初基类函数中就应该使用virtual，以代表类功能中可变部分的功能。