C++ 派生类函数重载与虚函数继承详解
类的关系图：
一、作用域与名字查找
1.作用域的嵌套
派生类的作用域嵌套在基类之内
Bulk_quote bulk;
cout<< bulk.isbn();
名字isbn解析过程：
- 因为我们是通过Bulk_quote的对象调用isbn的，所以首先在Bulk_quote中查找，这一步没有找到名字isbn。
- 因为 Bulk_quote是Disc_quote 的派生类，所以接下来在Disc_quote中查找，仍然找不到。
- 因为Disc_quote是Quote的派生类，所以接着查找Quote;此时找到了名字isbn，所以我们使用的isbn最终被解析为Quote中的isbn。
2.在编译时进行名字查找
成员名字的查找类型由静态类型决定
//给Disc_quote添加一个成员,返回折扣政策
class Disc_quote : public Quote {
public :
std::pair<int ,double) discount_policy() const
{return {quantity,discount};}
};
我们只能通过Disc_quote及其派生类对象来使用discount_policy。
Bulk_quote bulk;
Bulk_qoute *bulkP = &bulk; //静态类型与动态类型一致
Quote *itemP = &bulk; //静态类型为Quote，动态类型不一定
bulkP->discount_policy(); //正确：bulkP的类型是Bulk_quote*
itemP->discount_policy(); //错误：itemP的类型是Quote*
尽管在bulk中确实含有一个名为discount_policy的成员，但是该成员对于itemP却是不可见的。
itemP的类型是Quote的指针，意味着对discount_policy的搜索将从Quote开始。
显然Quote不包含名为discount_policy的成员，所以我们无法通过Quote的对象、引用或指针调用discount_policy。
3.名字冲突与继承
派生类可以重用基类中的名字，由于派生类的作用域嵌套在基类中，所以会隐藏基类的同名变量
派生类成员隐藏同名的基类成员
struct Base{
Base():mem(0){}
protected:
int mem;
};
struct Derived : Base{//struct默认public继承
Derived(int i) : mem(i){};
int get_mem() {return mem;}
protected:
int mem;
};
get_mem返回的是在Derived中的mem
Derived d(42);
cout<<d.get_mem()<<endl; //打印42
4.通过作用域运算符来使用隐藏的成员
struct Derived : public Base{
int get_base_mem() {return Base::mem;}
//...
};
d.get_base_mem(); //输出0
二、同名函数隐藏与虚函数覆盖
1.几种必须区分的情况
| 派生类函数形式 | 与基类同名函数的关系 | 形参列表 | 绑定方式 |
|---|---|---|---|
| 非虚函数 | 隐藏基类同名函数 | 可相同可不同 | 静态绑定 |
| 虚函数 | 覆盖基类虚函数 | 必须相同 | 动态绑定 |
使用基类的引用或指针调用虚函数时，会发生动态绑定
- 当派生类有基类的同名虚函数且该函数不是虚函数时，无论两个同名函数的参数是否相同。
- 由于派生类的作用域嵌套在基类内部，所以都会隐藏同名的基类函数
- 由于不是虚函数，所以即使两函数参数相同，也不会发生动态绑定
//情况1举例
class A{
public :
//基类的print不是虚函数
void print() const
{cout<<"class A"<<endl;};
};
class B : public A{
public:
//B隐藏了A的同名函数
void print() const
{cout<<"class B"<<endl;}
};
void Test_Print(const A &a){//传入基类的指针
//由于基类的print不是虚函数，所以不会动态绑定
//.print()的结果取决于a的静态类型
//所以无论传入的是A还是B，都打印class A
a.print();
}
int main(){
A a;
B b;
Test_Print(a); //打印class A
Test_Print(b); //打印class A;因为传入参数的静态类型是A
return 0;
}
-
当派生类有基类的同名函数且该函数是虚函数时
-
参数列表相同，实现覆盖基类虚函数,可以发生动态绑定
//情况2：参数列表相同时，虚函数被覆盖 class A{ public : //基类的print是虚函数 void print() const {cout<<"class A"<<endl;}; }; /* class B和Test_Print都不变 */ int main(){ A a; B b; Test_Print(a); //打印class A Test_Print(b); //打印class B;因为发生了动态绑定 return 0; } -
参数列表不相同，相当于派生类定义了一个新函数，隐藏了基类虚函数，基类的虚函数没有被覆盖
class A{ public : //基类的print是虚函数 void print() const {cout<<"class A"<<endl;}; }; class B : public A{ public: //B的print(int i)与基类虚函数同名 //但参数列表不同，定义了一个新函数 //基类的虚函数print()没有被覆盖 void print(int i) const {cout<<"print(int i)"<<endl;} }; void Test_Print(const A &a){//传入基类的指针 a.print(); } int main(){ A a; B b; //打印class A Test_Print(a); //打印class A; //因为派生类没有重载虚函数，继续调用基类虚函数 Test_Print(b); //打印print(int i) //调用派生类新增的函数print(int i) b.print(42); return 0; }
-
2.一个更复杂的例子
例子出自《C++ Primer》P550
//类的定义
class Base{
public :
virtual int fcn();
};
class D1 : public Base{
public:
//隐藏基类的fcn,这个fcn不是虚函数
//D1继承了Base::fcn()虚函数的定义
int fcn(int); //形参列表与Base中的fcn不一致
virtual void f2(); //定义一个新的虚函数，它在Base中不存在
};
class D2 : public D1{
public :
int fcn(int); //是一个非虚函数，隐藏了D1::fcn(int)
int fcn(); //覆盖了虚函数Base::fcn()
void f2(); //覆盖了虚函数f2
};
//调用虚函数的例子
//fcn是Base中的虚函数
//D1直接继承Base的虚函数fcn
//D2重载了Base的fcn
Base bobj;
D1 d1obj;
D2 d2obj;
Base *bp1 = &bobj, *bp2 = &d1jobj, *bp3 = &d2obj;
bp1->fcn(); //虚调用：运行时执行Base::fcn
bp2->fcn(); //虚调用：运行时执行Base::fcn
bp3->fcn(); //虚调用：运行时执行D2::fcn
//f2是D1中的虚函数
//Base中没有定义f2
//D2重载了D1的虚函数f2
D1 *d1p = &d1obj；
D2 *d2p = &d2obj;
bp2->f2(); //错误：Base对象中没有名为f2的成员
d1p->f2(); //虚调用：执行D1::f2()
d2p->f2(); //虚调用：执行D2::f2()
//调用非虚函数的例子
//fcn(int)是D1中的 非虚函数
//Base中没有定义fcn(int)
//D2中的fcn(int)隐藏了D1中的fcn(int)
Base *p1 = &d2obj; //d2obj是D2类型的对象
D1 *p2 = &d2obj;
D2 *p3 = &d2obj;
p1->fcn(42); //错误：Base中没有接受int的fcn
p2->fcn(42); //静态绑定：调用D1::fcn(int)
p3->fcn(42); //静态绑定：调用D2::fcn(int)
