重载、覆盖、多态与函数隐藏

经常看到C++的一些初学者对于重载、覆盖、多态与函数隐藏的模糊理解。在这里写一点自己的见解，希望能够C++初学者解惑。 要弄清楚重载、覆盖、多态与函数隐藏之间的复杂且微妙关系之前，我们首先要来回顾一下重载覆盖等基本概念。 首先，我们来看一个非常简单的例子，理解一下什么叫函数隐藏hide。#include using namespace std;class Base{public: void fun() { cout << "Base::fun()" << endl; }};class Derive : public Base{public: void fun(int i) { cout << "Derive::fun()" << endl; }};int main(){ Derive d; //下面一句错误，故屏蔽掉 //d.fun();error C2660: 'fun' : function does not take 0 parameters d.fun(1); Derive *pd =new Derive(); //下面一句错误，故屏蔽掉 //pd->fun();error C2660: 'fun' : function does not take 0 parameters pd->fun(1); delete pd; return 0;}/*在不同的非命名空间作用域里的函数不构成重载,子类和父类是不同的两个作用域。在本例中,两个函数在不同作用域中,故不够成重载,除非这个作用域是命名空间作用域。*/在这个例子中，函数不是重载overload，也不是覆盖override，而是隐藏hide。 接下来的5个例子具体说明一下什么叫隐藏例1#include using namespace std;class Basic{public: void fun(){cout << "Base::fun()" << endl;}//overload void fun(int i){cout << "Base::fun(int i)" << endl;}//overload};class Derive :public Basic{public: void fun2(){cout << "Derive::fun2()" << endl;}};int main(){ Derive d; d.fun();//正确，派生类没有与基类同名函数声明，则基类中的所有同名重载函数都会作为候选函数。 d.fun(1);//正确，派生类没有与基类同名函数声明，则基类中的所有同名重载函数都会作为候选函数。 return 0;} 例2#include using namespace std;class Basic{public: void fun(){cout << "Base::fun()" << endl;}//overload void fun(int i){cout << "Base::fun(int i)" << endl;}//overload};class Derive :public Basic{public: //新的函数版本,基类所有的重载版本都被屏蔽,在这里,我们称之为函数隐藏hide //派生类中有基类的同名函数的声明，则基类中的同名函数不会作为候选函数，即使基类有不同的参数表的多个版本的重载函数。 void fun(int i,int j){cout << "Derive::fun(int i,int j)" << endl;} void fun2(){cout << "Derive::fun2()" << endl;}};int main(){ Derive d; d.fun(1,2); //下面一句错误，故屏蔽掉 //d.fun();error C2660: 'fun' : function does not take 0 parameters return 0;}例3#include using namespace std;class Basic{public: void fun(){cout << "Base::fun()" << endl;}//overload void fun(int i){cout << "Base::fun(int i)" << endl;}//overload};class Derive :public Basic{public: //覆盖override基类的其中一个函数版本,同样基类所有的重载版本都被隐藏hide //派生类中有基类的同名函数的声明，则基类中的同名函数不会作为候选函数，即使基类有不同的参数表的多个版本的重载函数。 void fun(){cout << "Derive::fun()" << endl;} void fun2(){cout << "Derive::fun2()" << endl;}};int main(){ Derive d; d.fun(); //下面一句错误，故屏蔽掉 //d.fun(1);error C2660: 'fun' : function does not take 1 parameters return 0;}例4#include using namespace std;class Basic{public: void fun(){cout << "Base::fun()" << endl;}//overload void fun(int i){cout << "Base::fun(int i)" << endl;}//overload};class Derive :public Basic{public: using Basic::fun; void fun(){cout << "Derive::fun()" << endl;} void fun2(){cout << "Derive::fun2()" << endl;}};int main(){ Derive d; d.fun();//正确 d.fun(1);//正确 return 0;}/*输出结果Derive::fun()Base::fun(int i)Press any key to continue*/例5#include using namespace std;class Basic{public: void fun(){cout << "Base::fun()" << endl;}//overload void fun(int i){cout << "Base::fun(int i)" << endl;}//overload};class Derive :public Basic{public: using Basic::fun; void fun(int i,int j){cout << "Derive::fun(int i,int j)" << endl;} void fun2(){cout << "Derive::fun2()" << endl;}};int main(){ Derive d; d.fun();//正确 d.fun(1);//正确 d.fun(1,2);//正确 return 0;}/*输出结果Base::fun()Base::fun(int i)Derive::fun(int i,int j)Press any key to continue*/好了，我们先来一个小小的总结重载与覆盖两者之间的特征 重载overload的特征：n 相同的范围(在同一个类中)；n 函数名相同参数不同；n virtual 关键字可有可无。 覆盖override是指派生类函数覆盖基类函数，覆盖的特征是：n 不同的范围(分别位于派生类与基类)；n 函数名和参数都相同；n 基类函数必须有virtual 关键字。(若没有virtual 关键字则称之为隐藏hide) 如果基类有某个函数的多个重载(overload)版本，而你在派生类中重写(override)了基类中的一个或多个函数版本，或是在派生类中重新添加了新的函数版本(函数名相同，参数不同)，则所有基类的重载版本都被屏蔽，在这里我们称之为隐藏hide。所以，在一般情况下，你想在派生类中使用新的函数版本又想使用基类的函数版本时，你应该在派生类中重写基类中的所有重载版本。你若是不想重写基类的重载的函数版本，则你应该使用例4或例5方式，显式声明基类名字空间作用域。 事实上，C++编译器认为，相同函数名不同参数的函数之间根本没有什么关系，它们根本就是两个毫不相关的函数。只是C++语言为了模拟现实世界，为了让程序员更直观的思维处理现实世界中的问题，才引入了重载和覆盖的概念。重载是在相同名字空间作用域下，而覆盖则是在不同的名字空间作用域下，比如基类和派生类即为两个不同的名字空间作用域。在继承过程中，若发生派生类与基类函数同名问题时，便会发生基类函数的隐藏。当然，这里讨论的情况是基类函数前面没有virtual 关键字。在有virtual 关键字关键字时的情形我们另做讨论。 继承类重写了基类的某一函数版本，以产生自己功能的接口。此时C++编绎器认为，你现在既然要使用派生类的自己重新改写的接口，那我基类的接口就不提供给你了(当然你可以用显式声明名字空间作用域的方法，见[C++基础]重载、覆盖、多态与函数隐藏(1))。而不会理会你基类的接口是有重载特性的。若是你要在派生类里继续保持重载的特性，那你就自己再给出接口重载的特性吧。所以在派生类里，只要函数名一样，基类的函数版本就会被无情地屏蔽。在编绎器中，屏蔽是通过名字空间作用域实现的。 所以，在派生类中要保持基类的函数重载版本，就应该重写所有基类的重载版本。重载只在当前类中有效，继承会失去函数重载的特性。也就是说，要把基类的重载函数放在继承的派生类里，就必须重写。 这里“隐藏”是指派生类的函数屏蔽了与其同名的基类函数，具体规则我们也来做一小结：n 如果派生类的函数与基类的函数同名，但是参数不同。此时，若基类无virtual关键字，基类的函数将被隐藏。(注意别与重载混淆，虽然函数名相同参数不同应称之为重载，但这里不能理解为重载，因为派生类和基类不在同一名字空间作用域内。这里理解为隐藏)n 如果派生类的函数与基类的函数同名，但是参数不同。此时，若基类有virtual关键字，基类的函数将被隐式继承到派生类的vtable中。此时派生类vtable中的函数指向基类版本的函数地址。同时这个新的函数版本添加到派生类中，作为派生类的重载版本。但在基类指针实现多态调用函数方法时，这个新的派生类函数版本将会被隐藏。n 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，这里理解为隐藏)。n 如果派生类的函数与基类的函数同名，并且参数也相同，但是基类函数有virtual关键字。此时，基类的函数不会被“隐藏”。(在这里，你要理解为覆盖哦^_^)。 插曲：基类函数前没有virtual关键字时，我们要重写更为顺口些，在有virtual关键字时，我们叫覆盖更为合理些，戒此，我也希望大家能够更好的理解C++中一些微妙的东西。费话少说，我们举例说明吧。 例6#include using namespace std; class Base{public: virtual void fun() { cout << "Base::fun()" << endl; }//overload virtual void fun(int i) { cout << "Base::fun(int i)" << endl; }//overload}; class Derive : public Base{public: void fun() { cout << "Derive::fun()" << endl; }//override void fun(int i) { cout << "Derive::fun(int i)" << endl; }//override void fun(int i,int j){ cout<< "Derive::fun(int i,int j)" <fun(); pb->fun(1); //下面一句错误，故屏蔽掉 //pb->fun(1,2);virtual函数不能进行overload,error C2661: 'fun' : no overloaded function takes 2 parameters cout << endl; Derive *pd = new Derive(); pd->fun(); pd->fun(1); pd->fun(1,2);//overload delete pb; delete pd; return 0;}/*输出结果 Derive::fun()Derive::fun(int i) Derive::fun()Derive::fun(int i)Derive::fun(int i,int j)Press any key to continue*/ 例7-1#include using namespace std; class Base{public: virtual void fun(int i){ cout <<"Base::fun(int i)"<< endl; }}; class Derive : public Base{}; int main(){ Base *pb = new Derive(); pb->fun(1);//Base::fun(int i) delete pb; return 0;}例7-2#include using namespace std; class Base{public: virtual void fun(int i){ cout <<"Base::fun(int i)"<< endl; }}; class Derive : public Base{public: void fun(double d){ cout <<"Derive::fun(double d)"<< endl; } }; int main(){ Base *pb = new Derive(); pb->fun(1);//Base::fun(int i) pb->fun((double)0.01);//Base::fun(int i) delete pb; return 0;}例8-1#include using namespace std; class Base{public: virtual void fun(int i){ cout <<"Base::fun(int i)"<< endl; }}; class Derive : public Base{public: void fun(int i){ cout <<"Derive::fun(int i)"<< endl; }}; int main(){ Base *pb = new Derive(); pb->fun(1);//Derive::fun(int i) delete pb; return 0;}