成员函数的重载、覆盖与隐藏



成员函数的重载(overloaded)、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。

 

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 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。

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

#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) }

 

 

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）,要明白重载是在同一类中 。

（ 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）,因为没有virtual关键字，所以不是覆盖 。

 

示例程序 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。

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1. #include <iostream.h>  
2. class Base  
3. {  
4. public:  
5.     virtual  void f(float x)  
6.     { cout << "Base::f(float) " << x << endl; }  
7.     void g(float x)  
8.     { cout << "Base::g(float) " << x << endl; }  
9.     void h(float x){ cout << "Base::h(float) " << x << endl; }  
10. };  
11. class Derived : public Base  
12. {  
13. public:  
14.     virtual  void f(float x)  
15.     { cout << "Derived::f(float) " << x << endl; }  
16.     void g(int x)  
17.     { cout << "Derived::g(int) " << x << endl; }  
18.     void h(float x){ cout << "Derived::h(float) " << x << endl; }  
19. };   

#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; } };

 

 

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 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。

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

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 }

3. 摆脱隐藏

  隐藏规则引起了不少麻烦。示例 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。

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

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 }

 

从示例 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：

(1)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。

(2)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 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。

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

class Derived : public Base { public: void f(char *str); void f(int x) { Base::f(x); } };

 

注：

以上文字参考《高质量C++编程指南》。