35 同名覆盖引发的问题

目录

• 1 父子间的赋值兼容
• 2 特殊的同名函数

1 父子间的赋值兼容

• 子类对象可以当作父类对象使用（兼容性）

  • 子类对象可以直接赋值给父类对象
  • 子类对象可以直接初始化父类对象
  • 父类指针可以直接指向子类对象：多态
  • 父类引用可以直接引用子类对象

• 示例：子类对象的兼容性

  • Demo

    #include <iostream>
    #include <string>
    
    using namespace std;
    
    class Parent
    {
    public:
        int mi;
        
        void add(int i)
        {
            mi += i;
        }
        
        void add(int a, int b)
        {
            mi += (a + b);
        }
    };
    
    class Child : public Parent
    {
    public:
        int mv;
        
        void add(int x, int y, int z)
        {
            mv += (x + y + z);
        }
    };
    
    int main()
    {
        Parent p;
        Child c;
        
        p = c;
        
        Parent p1(c);
        
        
        Parent& rp = c;  //父类引用：引用子类对象
        Parent* pp = &c;  //父类指针：指向子类对象
        
        rp.mi = 100;
        rp.add(5);             // 没有发生同名覆盖
        rp.add(10, 10);        // 没有发生同名覆盖
        
        //编译错误
        pp->mv = 1000;
        pp->add(1, 10, 100);
        
        return 0;
    }
    

  • 编译

    test.cpp: In fuction 'int main()':
    test.cpp:51: error: 'class Parent' has no member named 'mv'
    test.cpp:52: error: no matching function for call to 'Parent::add(int,int,int)'
    test.cpp:11:note: candidates are: void Parent::add(int)
    test.cpp:16:note:                 void Parent::add(int,int)
    

• 当使用父类指针（引用）指向子类对象时

  • 子类对象退化为父类对象
  • 只能访问父类中定义的成员
  • 可以直接访问被子类覆盖的同名成员，如父类的 add(int) 和 add(int,int) 被子类的 add(int,int,int) 所覆盖

2 特殊的同名函数

• 子类中可以重定义父类中已经存在的成员函数：重定义的原因是父类中的函数不能满足使用

• 这种定义发生在继承中，叫做函数重写

• 函数重写是同名覆盖的一种特殊情况

  class Parent
  {
  public:
      void print()
      {
          cout << "I'm Parent." << endl;
      }
  };
  
  //函数重写
  class Child : public Parent
  {
  public:
      //函数原型与父类中的完全相同，此处函数重写是必须的
      void print()
      {
          cout << "I'm Child." << endl;
      }
  };
  

• 问题：当函数重写遇到赋值兼容会发生什么？

• 示例：函数重写 VS 赋值兼容

  • Demo

    #include <iostream>
    #include <string>
    
    using namespace std;
    
    class Parent
    {
    public:
        int mi;
        
        void add(int i)
        {
            mi += i;
        }
        
        void add(int a, int b)
        {
            mi += (a + b);
        }
        
        //打印父类信息
        void print()
        {
            cout << "I'm Parent." << endl;
        }
    };
    
    class Child : public Parent
    {
    public:
        int mv;
        
        void add(int x, int y, int z)
        {
            mv += (x + y + z);
        }
        
        //重写函数：打印子类信息
        void print()
        {
            cout << "I'm Child." << endl;
        }
    };
    
    void how_to_print(Parent* p)
    {
        p->print();
    }
    
    int main()
    {
        Parent p;
        Child c;
        
        p.print();
        c.print();
        
        how_to_print(&p);    // Expected to print: I'm Parent.
        how_to_print(&c);    // Expected to print: I'm Child.
        
        return 0;
    }
    

  • 编译运行

    I'm Parent.
    I'm Child.
    
    I'm Parent.
    I'm Parent.  !!!!!!
    

• 问题分析

  • 编译期间，编译器只能根据指针的类型判断所指向的对象

  • 根据赋值兼容，编译器认为父类指针指向的是父类对象

  • 因此，编译结果只可能是调用父类中定义的同名函数

  • 在编译下面的函数时，编译器不可能知道指针 p 究竟指向了什么，但是编译器没有理由报错。于是编译器认为最安全的做法是调用父类的 print 函数，因为父类和子类肯定都有相同的 print 函数。但不是期望的！ => 使用多态解决

    void how_to_print(Parent* p)
    {
        p->print();
    }