成员函数的重载、覆盖与隐藏

本文解析C++中成员函数的重载、覆盖及隐藏的区别,通过实例演示如何正确使用这些特性,避免编程陷阱。

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     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。
      #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)
     }
       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。
     #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; }
     };
                           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,bp 和 dp 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。
        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
        }
                                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。
      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
      }
                                      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。
  class Derived : public Base
  {
     public:
     void f(char *str);
     void f(int x) { Base::f(x); }
  };
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