C++中重载、覆盖与隐藏的区别（转）

　　本文摘自林锐博士的《高质量C++/C编程指南》。

　　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。

1.重载与覆盖

　　成员函数被重载的特征：
　　（1）相同的范围（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。
　　覆盖是指派生类函数覆盖基类函数，特征是：
　　（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。
　　在下例中，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){ 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)
}

2.令人迷惑的隐藏规则

　　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：
　　（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（注意别与重载混淆）。
　　（2）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。此时，基类的函数被隐藏（注意别与覆盖混淆）。
　　示例程序A中：
　　（1）函数Derived::f(float)覆盖了Base::f(float)。
　　（2）函数Derived::g(int)隐藏了Base::g(float)，而不是重载。
　　（3）函数Derived::h(float)隐藏了Base::h(float)，而不是覆盖。

// 示例A

#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; }
};　

　　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。
　　示例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。

// 示例B

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
}　

3.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。

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
}

从以上示例看来，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。

　　在以上示例中，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); }
};