重載、覆蓋和隱藏的區別以及基類、父類指針關係

原創

2020-02-21 14:42

函數重載：

在一個類中，函數名相同，函數參數類型，或者函數參數個數不同，或者都不同，成爲函數重載。
函數的重載發生在程序編譯階段，由編譯器進行優化和區分。
《高質量C++/C編程指南》已經清晰的列出了重載函數的特性：

（1）相同的範圍（在同一個類中）；
（2）函數名字相同；
（3）參數不同；
（4）virtual關鍵字可有可無。

如：

class A
{
public:
    A()
    {
        age = 3;
    }
    A(int num)
    {
        age = num;
    }
private:
    int age;
};

如A（）與A(int num)同爲A的構造函數，但由於參數不同，則兩則互爲重載，對於一個實例，編譯器會根據參數的個數執行不同的構造函數

函數的隱藏和覆蓋只發生在子類和父類之間，函數隱藏發生在編譯時期，相對於對象指針爲固定偏移，函數覆蓋發生在運行時期，基類和子類的虛函數會根據虛函數列表到指向出運行虛函數。

對於父類和子類中同名函數，如果沒有virtual關鍵字修飾，編譯器都將子類中的基類同名函數做隱藏處理；如果有virtual關鍵字修飾，編譯器會建立虛函數列表，運行時期，根據虛函數表運行相應的虛函數。

函數隱藏

函數隱藏，是指派生類函數將基類函數給藏起來了，即函數隱藏發生在子類和父類之間。特性爲：

如果派生類的函數與基類的函數同名，但是參數不同。此時，不論有無virtual關鍵字，基類的函數將被隱藏。
如果派生類的函數與基類的函數同名，並且參數也相同，但是基類函數沒有virtual關鍵字。此時，基類的函數別隱藏。

#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
    void foo()
    {
        printf("1\n");
    }
};
class B :public A
{
public:
    void foo()
    {
        printf("3\n");
    }
};
int main(void)
{
    A a;
    A *p_A = &a;
    p_A->foo();//執行成員函數

    B b;
    B *p_B = &b;
    p_B->foo();//執行成員函數

    p_A = &b;   //p_A指針執行子類，可以訪問被隱藏的基類成員函數
    p_A->foo();

    system("pause");
    return 0;
}

輸出爲1 3 1
執行成員函數的輸出爲1,3，這裏沒有問題。B中成員函數foo()與基類A中成員函數foo，函數名相同，且沒有virtual關鍵字，則子類會將基類中的同名函數隱藏，但是，通過用基類指針指向子類，可以訪問被隱藏的基類同名函數foo().
同時也說明，除數據區以外，子類會繼承基類所有的成員函數，但對於同名的成員函數，子類在實現自身的成員函數後，會將基類的同名函數隱藏（這裏的隱藏指不能通過子類型的對象指針訪問到基類的隱藏指針，但可以通過基類指針訪問到被隱藏的子類指針中的基類指針）

圖爲子類父類中成員函數在內存中的排布

函數覆蓋

函數的覆蓋是指派生類函數覆蓋基類函數，只作用與派生類函數，其特性爲：

不同的範圍（分別位於派生類與基類）；
函數名字相同；
參數相同；
基類函數必須有virtual關鍵字。
實際上虛函數的作用，就是實現覆蓋
函數的覆蓋發生在執行時期，對於有虛函數的類，都含有虛函數表，其虛函數表的指針偏移量固定，但表中函數所指向的函數地址不同，運行時期，會根據虛函數表去執行對應的虛函數。

#include<iostream>  
using namespace std;

class A
{
public:
    void foo()
    {
        printf("1\n");
    }
    virtual void fun()
    {
        printf("2\n");
    }
};
class B : public A
{
public:
    void foo()
    {
        printf("3\n");
    }
    void fun()
    {
        printf("4\n");
    }
};

int main(void)
{
    A a;
    B b;
    A *p = &a;
    p->foo();   //訪問基類成員函數
    p->fun();   //訪問基類虛函數

    p = &b;
    p->foo();   //訪問子類成員函數
    p->fun();   //訪問基類虛函數

    B *ptr = (B *)&a;  
    ptr->foo();  //訪問子類成員函數
    ptr->fun(); //訪問基類成員函數

    system("pause");
    return 0;
}

輸出爲1 2 1 4 3 2
基類和子類中的同名函數，根據是否有virtual關鍵字修飾分爲成員函數和虛函數，對於成員函數基類做隱藏處理，對於虛函數，子類重新實現，並更新虛函數表，基類和子類都是通過訪問虛函數表間接訪問虛函數。
即，對象指針訪問成員函數時，會根據指針的類型，偏移確定的間隔，子類可以通過跳轉基類的偏移來訪問子類中被隱藏的基類同名函數；對象指針訪問虛函數時，會根據虛函數表的指向去執行虛函數。