C++解析(22)：父子间的冲突

0.目录

1.同名覆盖

2.赋值兼容

3.函数重写遇上赋值兼容

4.小结

1.同名覆盖

子类中是否可以定义父类中的同名成员？如果可以，如何区分？如果不可以，为什么？

父子间的冲突：

• 子类可以定义父类中的同名成员
• 子类中的成员将隐藏父类中的同名成员
• 父类中的同名成员依然存在于子类中
• 通过作用域分辨符( :: )访问父类中的同名成员

访问父类中的同名成员：

示例：

#include <iostream>

using namespace std;

class Parent
{
public:
    int mi;
    
    Parent()
    {
        cout << "Parent() : " << "&mi = " << &mi << endl;
    }
};

class Child : public Parent
{
public:
    int mi;
    
    Child()
    {
        cout << "Child() : " << "&mi = " << &mi << endl;
    }
};

int main()
{
    Child c;
    
    c.mi = 100;
    
    c.Parent::mi = 1000;
    
    cout << "&c.mi = " << &c.mi << endl;
    cout << "c.mi = " << c.mi << endl;
    
    cout << "&c.Parent::mi = " << &c.Parent::mi << endl;
    cout << "c.Parent::mi = " << c.Parent::mi << endl;
    
    return 0;
}

运行结果为：

[root@bogon Desktop]# g++ test.cpp
[root@bogon Desktop]# ./a.out 
Parent() : &mi = 0x7ffe251260c0
Child() : &mi = 0x7ffe251260c4
&c.mi = 0x7ffe251260c4
c.mi = 100
&c.Parent::mi = 0x7ffe251260c0
c.Parent::mi = 1000

类中的成员函数可以进行重载：

1. 重载函数的本质为多个不同的函数
2. 函数名和参数列表是唯一的标识
3. 函数重载必须发生在同一个作用域中

子类中定义的函数是否能重载父类中的同名函数？

示例：

#include <iostream>

using namespace std;

class Parent
{
public:
    int mi;
    
    void add(int v)
    {
        mi += v;
    }
    
    void add(int a, int b)
    {
        mi += (a + b);
    }
};

class Child : public Parent
{
public:
    int mi;
    
    void add(int v)
    {
        mi += v;
    }
    
    void add(int a, int b)
    {
        mi += (a + b);
    }
    
    void add(int x, int y, int z)
    {
        mi += (x + y + z);
    }
};

int main()
{
    Child c;
    
    c.mi = 100;    
    
    c.Parent::mi = 1000;
    
    cout << "c.mi = " << c.mi << endl;
    
    cout << "c.Parent::mi = " << c.Parent::mi << endl;
    
    c.add(1);
    c.add(2, 3);
    c.add(4, 5, 6);
    
    cout << "c.mi = " << c.mi << endl;
    
    cout << "c.Parent::mi = " << c.Parent::mi << endl;
    
    return 0;
}

运行结果为：

[root@bogon Desktop]# g++ test.cpp
[root@bogon Desktop]# ./a.out 
c.mi = 100
c.Parent::mi = 1000
c.mi = 121
c.Parent::mi = 1000

父子间的冲突：

• 子类中的函数将隐藏父类的同名函数
• 子类无法重载父类中的成员函数
• 使用作用域分辨符访问父类中的同名函数
• 子类可以定义父类中完全相同的成员函数

示例：

#include <iostream>

using namespace std;

class Parent
{
public:
    int mi;
    
    void add(int v)
    {
        mi += v;
    }
    
    void add(int a, int b)
    {
        mi += (a + b);
    }
};

class Child : public Parent
{
public:
    int mi;
    
    void add(int x, int y, int z)
    {
        mi += (x + y + z);
    }
};

int main()
{
    Child c;
    
    c.mi = 100;    
    
    c.Parent::mi = 1000;
    
    cout << "c.mi = " << c.mi << endl;
    
    cout << "c.Parent::mi = " << c.Parent::mi << endl;
    
    c.Parent::add(1);
    c.Parent::add(2, 3);
    c.add(4, 5, 6);
    
    cout << "c.mi = " << c.mi << endl;
    
    cout << "c.Parent::mi = " << c.Parent::mi << endl;
    
    return 0;
}

运行结果为：

[root@bogon Desktop]# g++ test.cpp
[root@bogon Desktop]# ./a.out 
c.mi = 100
c.Parent::mi = 1000
c.mi = 115
c.Parent::mi = 1006

2.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
• 父类引用可以直接引用子类对象

示例——能编译通过的赋值兼容：

#include <iostream>

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; // 第1种兼容性
    
    Parent p1(c); // 第2种兼容性
    Parent& rp = c; // 第3种兼容性
    Parent* pp = &c; // 第4种兼容性
    
    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?
    
    return 0;
}

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

3.函数重写遇上赋值兼容

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
• 这种重定义发生在继承中，叫做函数重写
• 函数重写是同名覆盖的一种特殊情况

当函数重写遇上赋值兼容会发生什么？

示例——函数重写遇上赋值兼容：

#include <iostream>

using namespace std;

class Parent
{
public:
    int mi;
    
    void add(int i)
    {
        mi += i;
    }
    
    void add(int a, int b)
    {
        mi += (a + b);
    }
    
    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);
    }
    
    void print()
    {
        cout << "I'm Child." << endl;
    }
};

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

int main()
{
    Parent p;
    Child c;
    
    how_to_print(&p);    // Expected to print: I'm Parent.
    how_to_print(&c);    // Expected to print: I'm Child.
    
    return 0;
}

运行结果为：

[root@bogon Desktop]# g++ test.cpp
[root@bogon Desktop]# ./a.out 
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

在编译这个函数的时候，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。

4.小结

• 子类可以定义父类中的同名成员
• 子类中的成员将隐藏父类中的同名成员
• 子类和父类中的函数不能构成重载关系
• 子类可以定义父类中完全相同的成员函数
• 使用作用域分辨符访问父类中的同名成员
• 子类对象可以当作父类对象使用(赋值兼容)
• 父类指针可以正确的指向子类对象
• 父类引用可以正确的代表子类对象
• 子类中可以重写父类中的成员函数