C++成员函数的重载、覆盖与隐藏详解

成员函数的重载、覆盖与隐藏

---

成员函数的重载、覆盖（override）与隐藏很容易混淆，C++程序员必须要搞清楚概念，否则错误将防不胜防。

在看《高质量c/c++》中看到了函数的隐藏和覆盖是这么说的：

覆盖的是指子类函数覆盖基类函数
在不同的类内（分别位于子类和父类）。
同名同参。
基类的函数名前必须有virtual关键字。
隐藏指派生类的函数隐藏了基类的同名函数
如果派生类函数与基类函数同名，但参数不同，无论基类函数前是否有virtual修饰，基类函数被隐.
如果派生类函数与基类函数同名，参数也相同，但是基类函数前无virtual修饰，基类函数被隐藏。

重载与覆盖

---

成员函数被重载的特征：
* 相同的范围（在同一个类中）

• 函数名字相同

• 参数不同

• virtual关键字可有可无

覆盖是指派生类函数覆盖基类函数

---

特征是：

• 不同的范围（分别位于派生类与基类）；

• 函数名字相同；

• 参数相同；

• 基类函数必须有virtual关键字。

函数Base::f(int)与Base::f(float)相互重载，而Base::g(void)被Derived::g(void)覆盖。

#include <iostream>class Base{public:    void f(int x)    {        std::cout << "Base::f(int) " << x <<std::endl;    }    void f(float x)    {        std::cout << "Base::f(float) " << x <<std::endl;    }    virtual void g(void)    {        std::cout << "Base::g(void)" <<std::endl;    }};class Derived : public Base{public:    virtual void g(void)    {        std::cout << "Derived::g(void)" <<std::endl;    }};int main(void){    Derived d;    Base *pb = &d;    pb->f(42);        // Base::f(int) 42    d.f(42);    pb->f(3.1415926f);     // Base::f(float) 3.14    d.f(3.1415926f);    pb->g();          // Derived::g( )    d.g();    return 0;}

令人迷惑的隐藏规则

---

隐藏的特征

---

本来仅仅区别重载与覆盖并不算困难，但是C++的隐藏规则使问题复杂性陡然增加。这里“隐藏”是指派生类的函数屏蔽了与其同名的基类函数，规则如下：

• 如果派生类的函数与基类的函数同名，但是参数不同。此时，不论有无virtual关键字，基类的函数将被隐藏（注意别与重载混淆，重载要求在一个类中）。

• 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（虚函数）。此时，基类的函数被隐藏（注意别与覆盖混淆，如果基类中有virtual关键字，而为覆盖）。

隐藏后， 即在子类中看不到父类的函数。

#include <iostream>class Base{public:    virtual void f(float x)    {        std::cout << "Base::f(float) " << x <<std::endl;    }    void g(float x)    {        std::cout << "Base::g(float)" <<x <<std::endl;    }    void h(float x)    {        std::cout << "Base::h(float)" <<x <<std::endl;    }};class Derived : public Base{public:    //  由于虚函数机制, 函数Derived::f(float)覆盖了Base::f(float)    virtual void f(float x)    {        std::cout << "Derived::f(float)" <<x <<std::endl;    }    // 函数Derived::g(int)隐藏了Base::g(float)，而不是重载。    void g(int x)    {        std::cout << "Derived::g(int)" <<x <<std::endl;    }    // 函数Derived::h(float)隐藏了Base::h(float)，而不是覆盖。    void h(float x)    {        std::cout << "Derived::h(float)" <<x <<std::endl;    }};int main(void){    Derived d;    Base *pb = &d;    // function override    // virtual void Base::f(float)    // virtual  void Derived::f(float)    pb->f(3.14);    d.f(3.14);    d.Base::f(3.14);    // function hide    // virtual void Base::g(float)    // virtual  void Derived::g(int)    pb->g(3.14);    d.g(3.14);    d.Base::g(3.14);    pb->g(256);    d.g(256);    d.Base::g(256);    // function hide    // virtual void Base::h(float)    // virtual  void Derived::h(float)    pb->h(3.14);    d.h(3.14);    d.Base::h(3.14);    return 0;}

奇怪的隐藏

---

据作者考察，很多C++程序员没有意识到有“隐藏”这回事。由于认识不够深刻，“隐藏”的发生可谓神出鬼没，常常产生令人迷惑的结果。

#include <iostream>class Base{public:    virtual void f(float x)    {        std::cout << "Base::f(float) " << x <<std::endl;    }    void g(float x)    {        std::cout << "Base::g(float)" <<x <<std::endl;    }    void h(float x)    {        std::cout << "Base::h(float)" <<x <<std::endl;    }};class Derived : public Base{public:    //  由于虚函数机制, 函数Derived::f(float)覆盖了Base::f(float)    virtual void f(float x)    {        std::cout << "Derived::f(float)" <<x <<std::endl;    }    // 函数Derived::g(int)隐藏了Base::g(float)，而不是重载。    void g(int x)    {        std::cout << "Derived::g(int)" <<x <<std::endl;    }    // 函数Derived::h(float)隐藏了Base::h(float)，而不是覆盖。    void h(float x)    {        std::cout << "Derived::h(float)" <<x <<std::endl;    }};int 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}

重载、覆盖和隐藏的比较

---

• override -> 重写(=覆盖)
• overload -> 重载
• polymorphism -> 多态

override是重写（覆盖）了一个方法，以实现不同的功能。一般是用于子类在继承父类时，重写（重新实现）父类中的方法。
重写（覆盖）的规则：
1、重写方法的参数列表必须完全与被重写的方法的相同,否则不能称其为重写而是重载.
2、重写方法的访问修饰符一定要大于被重写方法的访问修饰符（public>protected>default>private）。
3、重写的方法的返回值必须和被重写的方法的返回一致；
4、重写的方法所抛出的异常必须和被重写方法的所抛出的异常一致，或者是其子类；
5、被重写的方法不能为private，否则在其子类中只是新定义了一个方法，并没有对其进行重写。
6、静态方法不能被重写为非静态的方法（会编译出错）。

overload是重载，一般是用于在一个类内实现若干重载的方法，这些方法的名称相同而参数形式不同。
重载的规则：
1、在使用重载时只能通过相同的方法名、不同的参数形式实现。不同的参数类型可以是不同的参数类型，不同的参数个数，不同的参数顺序（参数类型必须不一样）；
2、不能通过访问权限、返回类型、抛出的异常进行重载；
3、方法的异常类型和数目不会对重载造成影响；

多态的概念比较复杂，有多种意义的多态，一个有趣但不严谨的说法是：继承是子类使用父类的方法，而多态则是父类使用子类的方法。

覆盖应该这么理解，在多态的时候，根据实际的对象类型，选择合适的实现，当持有子类实例时，父类的成员实现是不可见的

比如virtual void base::f()和void derived::f()，若实际的对象是derived的实例，则调用的是derived::f()。

而隐藏应该从名字空间的角度理解，子类不会自动引入父类的名字空间

例如void base::f()，void base::f(int)，和void derived::f()，这个三个函数不在同一名字空间，父类的两个成员被隐藏，不会发生重载

摆脱隐藏

隐藏规则引起了不少麻烦。示例8-2-3程序中，语句pd->f(10)的本意是想调用函数Base::f(int)，但是Base::f(int)不幸被Derived::f(char *)隐藏了。由于数字10不能被隐式地转化为字符串，所以在编译时出错。

#include <iostream>class Base{public:    void f(int x)    {    }};class Derived : public Base{public:    void f(char *str)    {    }};int main(void){    Derived *pd = new Derived;    pd->f(10);          // error    pd->Base::f(10);    // right    Derived d;    d.f(10);            // error    d.Base.f(10);       // right}

隐藏规则似乎很愚蠢。但是隐藏规则至少有两个存在的理由：

• 写语句pd->f(10)的人可能真的想调用Derived::f(char *)函数，只是他误将参数写错了。有了隐藏规则，编译器就可以明确指出错误，这未必不是好事。否则，编译器会静悄悄地将错就错，程序员将很难发现这个错误，流下祸根。

• 假如类Derived有多个基类（多重继承），有时搞不清楚哪些基类定义了函数f。如果没有隐藏规则，那么pd->f(10)可能会调用一个出乎意料的基类函数f。尽管隐藏规则看起来不怎么有道理，但它的确能消灭这些意外。

如果语句pd->f(10)一定要调用函数Base::f(int)，那么将类Derived修改为如下即可。

#include <iostream>class Base{public:    void f(int x)    {    }};class Derived : public Base{public:    void f(char *str)    {    }    void f(int x)    {        Base::f(x);    }};int main(void){    //Derived *pd = new Derived;    Derived d;    d.f(10);}