Effective C++ 条款37：绝不重新定义继承而来的缺省参数值

条款37：绝不重新定义继承而来的缺省参数值

在 C++ 中，缺省参数值 是 静态绑定 的（即编译时确定），而 virtual 函数 是 动态绑定 的（即运行时根据对象动态类型确定）。这两者的绑定方式不同，可能会导致预期之外的行为。

问题说明

当你在派生类中重新定义继承而来的缺省参数值时，实际调用的函数实现可能是派生类的，但缺省参数值仍然来自基类。这种混淆可能导致难以察觉的错误。

示例：重新定义缺省参数值

class Shape {
public:
    enum ShapeColor { Red, Green, Blue };

    virtual void draw(ShapeColor color = Red) const {
        doDraw(color);
    }

private:
    virtual void doDraw(ShapeColor color) const = 0;
};

class Rectangle : public Shape {
public:
    virtual void draw(ShapeColor color = Green) const override {
        doDraw(color);
    }

private:
    virtual void doDraw(ShapeColor color) const override {
        std::cout << "Drawing Rectangle with color " << color << std::endl;
    }
};

int main() {
    Shape* shape = new Rectangle;
    shape->draw(); // 输出: Drawing Rectangle with color 0 (Red)

    delete shape;
    return 0;
}

解析

在上例中：

1. 调用 shape->draw() 时，由于 draw 是 virtual 函数，动态绑定生效，调用的是 Rectangle::draw。
2. 但缺省参数值是静态绑定的，因此编译时，调用 shape->draw() 的缺省参数值来自 Shape::draw 的定义，即 Red。
3. 因此，Rectangle::draw 使用了错误的缺省参数值 Red，而不是派生类的 Green。

解决方法

避免重新定义缺省参数值。可以通过以下方法重构代码以避免潜在问题：

方法 1：仅使用基类的缺省参数值

确保所有缺省参数值的定义只出现在基类中，而派生类仅提供 virtual 函数的具体实现。

class Shape {
public:
    enum ShapeColor { Red, Green, Blue };

    virtual void draw(ShapeColor color = Red) const {
        doDraw(color);
    }

private:
    virtual void doDraw(ShapeColor color) const = 0;
};

class Rectangle : public Shape {
private:
    virtual void doDraw(ShapeColor color) const override {
        std::cout << "Drawing Rectangle with color " << color << std::endl;
    }
};

int main() {
    Shape* shape = new Rectangle;
    shape->draw(); // 输出: Drawing Rectangle with color 0 (Red)

    delete shape;
    return 0;
}

方法 2：通过非虚函数间接调用虚函数

使用 Non-Virtual Interface (NVI) 手法，将 draw 声明为非虚函数并提供缺省参数值，实际绘制操作由私有的 virtual 函数完成。

class Shape {
public:
    enum ShapeColor { Red, Green, Blue };

    void draw(ShapeColor color = Red) const {
        doDraw(color);
    }

private:
    virtual void doDraw(ShapeColor color) const = 0;
};

class Rectangle : public Shape {
private:
    virtual void doDraw(ShapeColor color) const override {
        std::cout << "Drawing Rectangle with color " << color << std::endl;
    }
};

int main() {
    Shape* shape = new Rectangle;
    shape->draw(); // 输出: Drawing Rectangle with color 0 (Red)

    delete shape;
    return 0;
}

总结

• 缺省参数值 是静态绑定的，而 virtual 函数是动态绑定的，两者的绑定机制不同。
• 不要重新定义继承而来的缺省参数值，因为这会导致代码行为与预期不符。
• 为了避免问题，建议将缺省参数值的定义限制在基类中，或使用 NVI 手法封装动态行为。