C++函数名字的隐藏：重写、重载、重定义

概要：

     C++中经常出现函数名字一样，但参数列表或返回值不同的函数，要搞清楚函数的正确调用关系，需理清三个概念：重写（override）、重载（overload）、重定义（redefine）。

一、三个基本概念

  1、重定义（redefine）：派生类对基类的成员函数重新定义，即派生类定义了某个函数，该函数的名字与基类中的函数名字一样。

                特点：（1）不在同一个作用域（分别位于基类、派生类）  （2）函数的名字必须相同  （3）对函数的返回值、形参列表无要求

                特殊情况：若派生类定义的该函数与基类的成员函数完全一样（返回值、形参列表均相同），且基类的该函数为virtual，则属于派生类重写基类的虚函数。

                作用效果：若重新定义了基类中的一个重载函数，则在派生类中，基类中该名字的函数（即其他所有重载版本）都被自动隐藏，包括同名的虚函数。

  2、重载（overload）：函数名字相同，但它的形参个数或者顺序，或者类型不同，但是不能靠返回类型来判断。

              特点：（1）位于同一个类中  （2）函数的名字必须相同    （3）形参列表不同（可能是参数个数  or  类型  or  顺序 不同），返回值无要求  

              特殊情况：若某一个重载版本的函数前面有virtual修饰，则表示它是虚函数。但它也是属于重载的一个版本

                            不同的构造函数（无参构造、有参构造、拷贝构造）是重载的应用

              作用效果和原理：编译器根据函数不同的参数表，将函数体与函数调用进行早绑定。重载与多态无关，只是一种语言特性，与面向对象无关。

  3、重写（override）：派生类重定义基类的虚函数，即会覆盖基类的虚函数   （多态性）

            特点：（1）不在同一个作用域（分别位于基类、派生类）  （2）函数名、形参列表、返回值相同  （3）基类的函数是virtual

            特殊情况：若派生类重写的虚函数属于一个重载版本，则该重写的函数会隐藏基类中与虚函数同名的其他函数。

            作用效果：父类的指针或引用根据传递给它的子类地址或引用，动态地调用属于子类的该函数。这个晚绑定过程只对virtual函数起作用

                         具体原理是由虚函数表（VTABLE）决定的，在第三节介绍。

 

二、程序实例

1、两个类：基类（ 取名Test）和派生类（ 取名XX）   名字不规范，哈哈随便取得！

    

//Base class
class Test
{
public:
    int a;

    Test()
    {
        cout<<"Test() 无参构造函数！"<<endl;
    }

    Test(int data)
    {
        a = data;
        cout<<"Test(int data) 有参构造函数！"<<endl;
    }

    Test(const Test &tmp)
    {
        a = tmp.a;
        cout<<"Test 拷贝构造函数！！"<<endl;        
    }

    //基类中对函数名f，进行了重载。其中最后一个重载函数为虚函数
    void f()const
    {
        cout<<"调用 void Test::f()"<<endl;
    }

    //overload
    int f(int data) const
    {
        cout<<"调用 Test f(int data)"<<endl;
        return 1;
    }

       //overload    虚函数
    virtual double f(int dataA,int dataB)
    {
        cout<<"调用 Test f(int a,int b)"<<endl;
        return dataA*dataB/2.0;
    }

};

class  XX: public Test
{
public:
    Test atest;//先调用基类的构造函数，然后对象成员的构造函数，最后才是派生类的构造函数

    XX()
    {
        cout<<"XX() 无参构造函数被调用！"<<endl;
    }

    //对基类的函数名f，进行了重定义。则会隐藏基类中的其他f函数
    //redefine
    int  f() const
    {
        cout<<" 调用 XX f()函数"<<endl;
         return 1;
    }

    //重写基类的虚函数
    //redefine   override
    double f(int dataA,int dataB)
    {
        cout<<"调用 XX f(int dataA,int dataB)函数"<<endl;
        return (dataA+dataB)/2.0;
    }
};

分析：基类class Test中定义了名为f的3个重载函数，其中最后一个是虚函数

         派生类class  XX中对f进行了重定义，所以会隐藏基类中名为f的版本。其中派生类的double f(int dataA,int dataB)属于对虚函数的重写

int main()
{
//-----test 1------------------------
    cout<<"-------test 1------------"<<endl;
    //Base class
    Test aaTest;
       aaTest.f();
    aaTest.f(12);
    aaTest.f(10,20);

    //derived class
     XX d;
    d.f();
//    d.f(2); //error C2661: 'f' : no overloaded function takes 1 parameters
    d.f(10,20);

//--------test 2----------------------------------
    cout<<"-------test 2------------"<<endl;
    Test b = d;
    b.f(); 
    b.f(10,20);//调用的是基类的函数，不发生多态

//--------test 3----------------------------------------
    cout<<"-------test 3------------"<<endl;
    Test &bR = d;//引用
    b.f();//f()不是虚函数，调用基类的函数
    bR.f(10,20);//调用的是派生类的函数，发生多态

//--------test 4--------------------------------------
    cout<<"-------test 4------------"<<endl;
    Test* pB = &d;
    b.f();
    pB->f(10,20);//调用的是派生类的函数，发生多态

    return 1;
}

分析：（1）test 1中进行了重载测试，根据传递参数的不一样，调用不同的函数  （早绑定，与多态无关）

         （2）test 2中Test b = d;定义了一个基类对象，用派生类对象来进行初始化。这会调用基类的拷贝构造函数，生成基类的对象b，基类的拷贝构造函数初始化b的VPTR，指向b的VTABLE。因此所有的函数调用都只发生在基类，不会产生多态。

            这是一个对象切片过程（参见《C++编程思想.第二版》P370），对象切片是当它拷贝到一个新的对象时，会去掉原来对象的一部分，而不是像使用指针或引用那样简单地改变地址的内容。

        （3）test 3和test 4中，定义的基类指针和引用，故会发生多态。

 

三、晚绑定原理：虚函数表

     编译器会对每一个包含虚函数的类（或者从包含虚函数的基类派生的类）创建一个表（VTABLE），里面存放特定类的虚函数的地址。然后编译器秘密地放置一指针vpointer（VPTR），指向这个对象的vtable。当通过基类指针做虚函数调用时（即多态调用时），编译器静态地插入能取得这个VPTR并在VTABLE表中查找函数地址的代码，这样就能调用正确的函数并引起晚绑定的发生。

    这个具体过程， 可以参见本人的另一篇博客《C模拟实现C++的多态》http://www.cnblogs.com/wly603/archive/2012/04/11/2441912.html

 

   （完）