隐藏、覆盖重载问题解析

 

成员函数的重载(overload)、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。

1、重载与覆盖

1.1成员函数被重载的特征：

（1）相同的范围，在相同的作用域中，具体到类中指的就是在同一个类中；

（2）函数名字相同；

（3）参数不同；

（4）virtual 关键字可有可无；

1.2成员函数覆盖特征

（1）不同的范围（分别位于派生类与基类）

（2）函数名字相同；

（3）参数相同；

（4）基类函数必须有 virtual 关键字。

在下面example 1当中 ，

函数Base::f(int) 与 Base::f(float) 相互重载，而Base::g(void) 被 Derived::g(void)覆盖，也就是说当调用基类函数g(void)的时候，自动的转化为派生类当中的g(void)类型。

#include <iostream>

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)
}

示例 1 成员函数的重载和覆盖

2 令人迷惑的隐藏规则

 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，刚开始学习到这一点的时候，我搞不懂“屏蔽”与其同名的基类函数和基类的函数被派生类的函数所覆盖这到底有什么区别！！是怎么实现的？

下面咱们通过例子对这些东东进行有效分析！！

 

（1）       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，此时派生类无法覆盖基类函数，我在编译程序调试的时候，对基类函数的调用直接还是在基类函数的定义中实现，无法达到派生类的作用！（后续我们会指出隐藏机制的好处！！）

（2）       如果派生类的函数与基类的函数同名，并且参数相同，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，覆盖参数相同一定要有virtual关键字，实现虚函数机制） 。

示例程序 2（a）中：

（1）函数 Derived::f(float)覆盖了 Base::f(float)，实现了派生类的作用！

函数 Derived::g(int)隐藏了 Base::g(float)，而不是重载。

（2）函数 Derived::h(float)隐藏了 Base::h(float)，而不是覆盖。
下面是林锐博士高质量C++/C编程中举得例子，我把它命名为Example2：

#include <iostream>

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; }

};

我们好多初学者根本没有意识到有“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。

示例 2（b）中，bp 和 dp 指向同一地址，按理说运行结果应该是相同的，可事实并非这样，C++函数实现了广泛的多态性。

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

}

示例 2（b） 重载、覆盖和隐藏的比较

3 摆脱隐藏

隐藏规则引起了不少麻烦。示例 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。

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
}

示例 3 由于隐藏而导致错误

从示例 3 看来，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。

示例 3 中，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。

 

class Derived : public Base
{

 public:

  void f(char *str);

  void f(int x) { Base::f(x); }

};  

其实是作用域的问题，隐藏的范围更广些，只要是不同的作用域都可隐藏。隐藏涉及的范围更广些。在c语言里就有隐藏的概念而覆盖尽在有虚函数的父子类之间，且同名同参，要求要苛刻的多。这其实是两个截然不同的概念，没有一点关系，只是表现的有些相像罢了。他们各有各的使用条件和环境，合二为一根本无从谈起，它们没有任何理由合二为一。用统一的概念去表述，其实它们还是有甚多不同的。

4 总论

下面我们用图表的形式区别一下C plus plus中重载、覆盖、隐藏的实现机制的区别

 

如上图所示，根据基本和派生类中成员函数参数的特征分为两种情况：

1、  当成员函数参数不同的时候

若在同一个类当中，就实现了重载机制；若在不同的类当中就实现了隐藏机制。

2、  当成员函数参数相同的时候

若定义为虚函数的时候，实现了覆盖的实现机制。不是虚函数的时候，是隐藏机制。