绝不重新定义继承而来的non-virtual函数——条款36

最新推荐文章于 2024-07-31 17:20:50 发布

原创最新推荐文章于 2024-07-31 17:20:50 发布 · 536 阅读

0 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#non-virtual函数 #绝不重新定义非虚函数

Effective C++ 专栏收录该内容

53 篇文章

订阅专栏

本文探讨了C++中public继承下，基类与派生类的成员函数调用差异，特别是non-virtual与virtual函数的绑定机制。指出重新定义non-virtual函数可能导致对象行为的不一致性，并强调了在面向对象设计中正确使用虚函数的重要性。

假设我告诉你，class D系有class B以public形式派生而来，class B定义有一个public成员函数mf。由于mf的参数和返回值都不重要，所以我假设两者皆为void。换句话说我的意思是：

class B {
public:
	void mf();
	...
};
class D: public B { ... };

虽然我们对B,D和mf一无所知，但面对一个类型为D的对象x：

D x;  // x是一个类型为D的对象

如果以下行为：

B* pB = &x;    // 获得一个指针指向x
pB->mf();      // 经由该指针调用mf

异于以下行为：

D* pD = &x;    // 获得一个指针指向x
pD->mf();      // 经由该指针调用mf

你可能会相当惊讶。毕竟两者都通过对象x调用成员函数mf。由于两者所调用的函数都相同，凭借的对象也相同，所以行为也应该相同，是吗？

是的，理应如此，但事实可能不是如此。更明确地说，如果mf是个non-virtual函数而D定义有自己的mf版本，那就不是如此：

class D: public B {
	public:
	void mf();    // 遮掩（hides）了B::mf;见条款33
	...
};
pB->mf();    // 调用B::mf
pD->mf();    // 调用D::mf

造成此一两面行为的原因是，non-virtual函数如B::mf和D::mf都是静态绑定(statically bound，见条款37)。这意思是，由于pB被声明为一个pointer-to-B,通过pB调用的non-virtual函数永远是B所定义的版本，即使pB指向一个类型为“B派生之class”的对象，一如本例。

但另一方面，virtual函数却是动态绑定（dynamically bound，见条款37），所以它们不受这个问题之苦。如果mf是个virtual函数，不论是通过pB或pD调用mf，都会导致调用D::mf，因为pB和pD真正指的都是一个类型为D的对象。

如果你正在编写class D并重新定义继承自class B的non-virtual函数mf，D对象很可能展现出精神分裂的不一致行径。更明确地说，当mf被调用，任何一个D对象都可能表现出B或D的行为：决定因素不再对象自身，而在于“指向该对象之指针”当初的声明类型。References也会展现和指针一样难以理解的行径。

条款32以及说过，所谓public继承意味is-a（是一种）的关系。条款34则描述为什么class内声明一个non-virtual函数会为该class建立起一个不变性（invariant），凌驾其特异性（specialization）。如果你将这两个观点施行于两个classesB和D以及non-virtual成员函数B::mf身上，那么：