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C++成員函式的過載、覆蓋與隱藏

 成員函式的過載、覆蓋(override)與隱藏很容易混淆,C++程式設計師必須要搞清楚概念,否則錯誤將防不勝防。

成員函式被過載的特徵:
(1)相同的範圍(在同一個類中);
(2)函式名字相同;
(3)引數不同;
(4)virtual 關鍵字可有可無。

覆蓋:派生類函式覆蓋基類函式,特徵是:
(1)不同的範圍(分別位於派生類與基類);
(2)函式名字相同;
(3)引數相同;
(4)基類函式必須有virtual 關鍵字。

函式Base::f(int)與Base::f(float)相互過載,而Base::g(void)被Derived::g(void)覆蓋。
#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)
}

隱藏:是指派生類的函式遮蔽了與其同名的基類函式,規則如下:
(1)如果派生類的函式與基類的函式同名,但是引數不同。此時,不論有無virtual關鍵字,基類的函式將被隱藏(注意別與過載混淆)。
(2)如果派生類的函式與基類的函式同名,並且引數也相同,但是基類函式沒有virtual關鍵字。此時,基類的函式被隱藏(注意別與覆蓋混淆)。

(1)函式Derived::f(float)覆蓋了Base::f(float)。
(2)函式Derived::g(int)隱藏了Base::g(float),而不是過載。
(3)函式Derived::h(float)隱藏了Base::h(float),而不是覆蓋。

很多C++程式設計師沒有意識到有“隱藏”這回事。由於認識不夠深刻,“隱藏”的發生可謂神出鬼沒,常常產生令人迷惑的結果。bp 和dp 指向同一地址,按理說執行結果應該是相同的,可事實並非這樣。


#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; }
};


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
}

擺脫隱藏
隱藏規則引起了不少麻煩。示例程式中,語句pd->f(10)的本意是想呼叫函式Base::f(int),但是Base::f(int)不幸被Derived::f(char *)隱藏了。由於數字10不能被隱式地轉化為字串,所以在編譯時出錯。
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
}

從示例 看來,隱藏規則似乎很愚蠢。但是隱藏規則至少有兩個存在的理由:寫語句pd->f(10)的人可能真的想呼叫Derived::f(char *)函式,只是他誤將引數寫錯了。有了隱藏規則,編譯器就可以明確指出錯誤,這未必不是好事。否則,編譯器會靜悄悄地將錯就錯,程式設計師將很難發現這個錯誤,流下禍根。假如類Derived 有多個基類(多重繼承),有時搞不清楚哪些基類定義了函式f。如果沒有隱藏規則,那麼pd->f(10)可能會呼叫一個出乎意料的基類函式f。儘管隱藏規則看起來不怎麼有道理,但它的確能消滅這些意外。
如果語句pd->f(10)一定要呼叫函式Base::f(int),那麼將類Derived 修改為如下即可。
class Derived : public Base
{
public:
void f(char *str);
void f(int x) { Base::f(x); }
};