effective C++笔记之条款36、37: 区分接口继承和实现继承、绝不要重新定义继承而来的非虚函数

本文深入探讨了C++类层次结构中接口继承与实现继承的概念,包括纯虚函数、简单虚函数和非虚函数的作用,强调了避免在继承非虚函数时可能导致的异常行为。

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条款36: 区分接口继承和实现继承

  • 作为类的设计者,有时希望派生类只继承成员函数的接口(声明)(也即是纯虚函数);有时希望派生类同时继承函数的接口和实现,但允许派生类改写实现(即虚函数);有时希望同时继承接口和实现,并且不允许派生类改写任何东西(非虚函数)。
  • 看如下这个类层次结构:
class Shape
{
public:
     virtual void draw() const = 0;
     virtual void error(const string& msg);
     int objectID() const;
};
class Rectangle : public Shape {…};
class Ellipse : pulbic Shape {…};

  • 纯虚函数最显著的特征是:它们必须在继承了它们的任何具体类中重新声明,而且它们在抽象类中往往没有定义。定义纯虚函数的目的在于,使派生类仅仅是继承函数的接口。为一个纯虚函数提供定义也是可能的(注意这里,书上用纯虚函数来定义缺省实现)。但调用它的唯一方式是通过类名完整地指明是哪个调用。可以作为一种机制。
  • 声明简单虚函数的目的在于,使派生类继承函数的接口和缺省实现。派生类可以选择改写或不改写他们。   
  •  声明非虚函数的目的在于,使派生类继承函数的接口和强制实现。  

条款37:绝不要重新定义继承而来的非虚函数
  • 先看如下类:
class B
{
public:
    void mf();
};
class D : public B
{
public:
    void mf();
};
D x;
B *pB = &x;   
pB->mf();  //调用B::mf
D *pD = &x;
pD->mf();  //调用D::mf

像B::mf和D::mf这样的非虚函数是静态绑定的。意味着pB被声明为指向B的指针类型,通过pB调用非虚函数时将总是调用那些定义在类B中的函数—即使pB指向的是从B派生的类的对象。
  • 如果写类D时重新定义了从类B继承而来的非虚函数mf,D的对象就可能表现出精神分裂般的异常行为。也就是说,D的对象在mf被调用时,行为有可能像B,也有可能像D,决定因素和对象没有一点关系,而是取决于指向它的指针所声明的类型。引用也会和指针一样表现出这样的异常行为。

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