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  • C++成员函数的 重载、隐藏、覆盖分析(转)

          林锐博士的《高质量C++/C编程指南中对“成员函数的重载、覆盖、隐藏 ”分析设计到一些本质的东西,可能因为博士处一个比较高的位置,对一些问题看来是理所当然,所以其解释可能过于简单,对初学者可能不是十分好理解。
      下面,我就这三个规则提出一些个人的看法,理解。这个三规则的顺序我认为应该改为“重载、隐藏、覆盖”来讲,可能思路会清晰一些。

      重载的特征:
      1、处在相同的空间中,即相同的范围内。
      2、函数名相同。
      3、参数不同,即参数个数不同,或相同位置的参数类型不同。
      4、virtual 关键字对是否够成重载无任何影响。
      每个类维护一个自己的名字空间,即类域,所以派生类跟基类处于不同的空间之中,因些,虽然派生类自动继承了基类的成员变量及成员函数,但基类的函数跟派生类的函数不可能直接够成函数重载,因为它们处于两个不同的域。

      隐藏规则:
      1、派生类的函数跟基类的函数同名,但是参数不同,此时,不论有没有virtual关键字,基类函数将被隐藏。
      2、派生类的函数跟基类的函数同名,且参数也样,但基类没有virtual关键字,此时基类函数也将被隐藏。

      下面举个例子可能好理解一些:
      #include <iostream>
           class Base
           {
           public:
                  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:
                  void g(int x){ cout << "Derived::g(int) " << x << endl; }
                  void h(float x){ cout << "Derived::h(float) " << x << endl; }
           };

           void main(void)
           {
               Derived d;
               Base *pb = &d;
               Derived *pd = &d;

               // 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
           }

      参照隐藏规则,可以知道,派生类的成员函数都隐藏了基类的同名函数。
      到这里可以讲一下对“隐藏”这个动词的理解了。所谓的隐藏,指的是派生类类型的对象、指针、引用访问基类和派生类都有的同名函数时,访问的是派生类的函数,即隐藏了基类的同名函数。这句话好像有点废,派生类访问的当然是派生的东西(即派生类的变量、函数)。可是再深入想一想,派生类自动继承了基类的成员,基类成员可以像派生类成员那样被直接访问,那为什么会当然访问派生类的成员?
      所以,隐藏规则的底层原因其实是C++的名字解析过程。

      在继承机制下,派生类的类域被嵌套在基类的类域中。派生类的名字解析过程如下:
      1、首先在派生类类域中查找该名字。
      2、如果第一步中没有成功查找到该名字,即在派生类的类域中无法对该名字进行解析,则编译器在外围基类类域对查找该名字的定义。

      所以,准确来说,当基类跟派生类共享一个名字时,派生类成员是“隐藏了对基类成员的直接访问”!只要加上作用域限定,还是可以访问到基类成员的。
      上面的例子中,如果派生类Derived没有自己的成员函数void g( int x ){},那么main()函数中pd->g(3.14f)访问的将是基类的成员函数,其输出将为Base::g(float) 3.14。

     林锐博士对覆盖规则的定义如下:

      (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.

      这样来理解重载、隐藏、覆盖确实是有点令人困惑.其实这个(覆盖)定义就是类的虚函数的定义.即,基类中,必须有virtual关键字,派生类函数的原型必须相同.
      所谓的覆盖规则造成的调用现象,其实就是类的虚函数实现原理生成的.为了达到动态绑定(后期绑定)的目的,C++编译器通过某个表格(一般称为vtable),在执行期"间接"调用实际上欲绑定的函数.每一个内含虚函数的类,C++编译器都会为它做出一个虚函数表,表中的每一个元素都指向一个虚函数的地址.

        举个例子:
        class base{
        public:
            func();
            virtual vfunc1();
            virtual vfunc2();
            virtual vfunc3();
        private:
            int _data1;
            int _data2;
        };
        base对象实例在内存中占据的空间是这样的:
         base对象实例          vtable
    --------------------------------------------------------------------------
             vptr ---------> (*vfunc1)() -----------> base::vfunc1();
            _data1           (*vfunc2)() -----------> base::vfunc2();
            _data2           (*vfunc3)() -----------> base::vfunc3();
    --------------------------------------------------------------------------

        当派生类改写了虚函数时,虚函数表相应的被修改了:
        class derived: public base{
        public:
            vfunc2();
        };
        derived对象实例              vtable
    --------------------------------------------------------------------------
             vptr  ---------> (*vfunc1)() -----------> base::vfunc1()     
            _data1;           (*vfunc2)() -----------> derived::vfunc2()     ****注意,这里变了!!!***
            _data2;           (*vfunc3)() -----------> base::vfunc3()
    --------------------------------------------------------------------------

        所以当你写下如下程序的时候:
        void main(void)
        {
            Derived d;
            Base *pb = &d;
            pb->vfunc2(); // Derived::vfunc2(void)
        }

        就不难理解为何pb->vfunc2()调用的是derived::vfunc2()了,因为pb实际上指向派生类derived的实例,而派生类中的虚函数表已经被修改了.

        简单来说,隐藏规则就是C++的名字解析过程,自里向外解析,这个好理解;
        而覆盖规则其实就是C++虚函数表的实现原理.这样就可以比较容易的区分这两个知识点,而不用老是背隐藏规则跟覆盖规则的细微区别.
        而重载规则的,之在同一名字空间中的根据参数对同名函数的区别.而具体呢,重载实在太多东西写了,涉及到模板、命名空间等,有空再写:)

    转载请标明出处:http://blog.csdn.net/islwj/archive/2006/09/07/1189396.aspx

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/yaozhongxiao/p/1578062.html
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