C++名字隐藏对公有继承的影响

来源：互联网发布：淘宝账号买卖交易平台编辑：程序博客网时间：2024/06/08 14:48

在讨论名字隐藏对公有继承的影响前，让我们先来看看什么是名字隐藏，以及它在非继承结构中的影响。

C++中的名字隐藏（Name Hiding）规则简单地理解就是：当一个具有小作用域（inner scope）的对象A和一个作用域包含A（outer scope）的对象B同名时，在A的作用域中，B将不可见。也就是说B完全被A所屏蔽。

double i = 3.1415;  
namespace XY  
{  
   bool i = false;  
   void f()  
   {  
      int i = 926;  
      cout << i << endl;  
   }  
}  

以上代码中i的输出值是926，因为全局double类型的i和名字空间XY中bool类型的i都被函数f中的同名局部变量所屏蔽。从这个例子中我们看到，名字隐藏和名字所属变量的类型完全无关。不同类型的变量，只要名字相同就会被屏蔽。

当名字隐藏发生的时候，某些情况下使用作用域运算符::是可以访问外层变量的。例如当你需要访问的外层变量处于全局作用域、名字空间、类中时。

double i = 3.1415;  
namespace XY  
{  
   bool i = false;  
   void f()  
   {  
      int i = 926;  
      // 输出0  
      cout << XY::i << endl;  
      // 输出3.1415  
      cout << ::i << endl;  
   }  
}  

这个例子中，XY::i显式地告诉编译器说我要使用名字空间XY中的i，而::i则告诉编译器去使用全局空间的i。然而，在以下的嵌套作用域中是没有办法访问外层作用域变量的。

void f()  
{  
   int i = 0;  
   {  
      double i = 3.1415;  
      // 无法访问外层的整形变量i  
      cout << i << endl;  
   }  
}  

那除了变量，函数是不是也有名字隐藏的问题呢？

void f(int i)  
{}  
  
void f(int i, int j)  
{}  
  
namespace XY  
{  
   void f()  
   {  
      f(1); //编译出错，全局f(int i)已被屏蔽  
      f(2, 3); //编译出错，全局f(int i, int j)已被屏蔽  
   }  
}  

从这个例子可以看出，只要函数名相同，所有外层的函数都会被屏蔽，即使类型不同。这点和我们前面在变量上观察到的现象完全一致。

那么，所有的这些会对继承有何影响呢？在一个继承体系中，派生类的作用域是内嵌在基类的作用域之中的。形象一点，就类似于下面的嵌套作用域。

Base  
{ //基类作用域开始  
  ..  
  Derived  
  { //派生类作用域开始  
    ..  
      
  } //派生类作用域结束  
  
} //基类作用域结束  

让我们来看看这个例子。

class Base  
{  
public:  
   virtual void f();  
   virtual void f(int i);  
   virtual void f(int i, int j);  
};  
  
class Derived: public Base  
{  
public:  
   virtual void f();  
};  
  
Derived d;  
d.f();  
d.f(1); //编译出错，基类f(int i)已被屏蔽  
d.f(1, 2); //编译出错，基类f(int i, int j)已被屏蔽  

这个例子中，基类一共有三个重载的虚函数，都有相同的名字f。公有派生类重新定义（override, redefine）了基类中的一个函数——没有参数的那个f。我们知道，公有继承塑造了一个“Is-a”的关系，即任何的派生类对象都可以被当做基类对象来使用。这就要求：所有基类的公有接口派生类必须也同样拥有，否则“Is-a”的关系将被打破。本例中，因为无参数的f在派生类中被重新定义，导致其他两个同名函数在派生类中被屏蔽。所以，外界无法访问这两个接口。

这种情况并非不常见，因为函数的重载和虚函数的重定义都是C++常用特性。问题的解决方法是通过using语句把基类的同名函数的作用域扩展到派生类中来。当然，using的使用必须在派生类的public中，以确保这些接口依然是公有的。

class Base  
{  
public:  
   virtual void f();  
   virtual void f(int i);  
   virtual void f(int i, int j);  
};  
  
class Derived: public Base  
{  
public:  
   using Base::f;  
   virtual void f();  
};  
  
Derived d;  
d.f();  
d.f(1); //ok  
d.f(1, 2); //ok  

小结：

尽量避免名字冲突。不要在全局空间使用类似i, j这样的变量名。
如果只重定义了基类几个重载函数中的一个，必须使用using语句保证公有派生类继承基类的所有同名接口。
另一个警醒是，如果你要在基类中重载一个现有函数时，千万要保证派生类中也有同样的接口！要么重定义，要么使用using。嗯。。在现有代码上增加代码并不是那么简单的。