不可不知的C++隱藏規則

     在面向對象的開發過程中，經常出現類的繼承，這裏面出現的成員函數的重載(overload)、覆蓋(override)與隱藏(hidden)很容易混淆。

首先澄清這3個概念：

重載

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

覆蓋（派生類函數覆蓋基類函數）

1. 不同的範圍（分別位於派生類與基類）
2. 函數名字相同
3. 參數相同
4. 基類函數必須有 virtual 關鍵字

 

隱藏（派生類的函數屏蔽了與其同名的基類函數）

1. 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（注意別與重載混淆）
2. 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，基類的函數被隱藏（注意別與覆蓋混淆）

下面用一個簡單的例子來闡述

#include <iostream> using namespace std; class Base { public: virtual void vf(float x) { cout << "Base::vf(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 vf(float x) { cout << "Derived::vf(float) " << x << endl; } void g(int x) { cout << "Derived::g(int) " << x << endl; } void h(float x) { cout << "Derived::h(float) " << x << endl; } }; int main() { Derived d; Base *pb = &d; Derived *pd = &d; // Good : behavior depends solely on type of the object pb->vf(3.14); // Derived::vf(float) 3.14 pd->vf(3.14); // Derived::vf(float) 3.14 // Bad : behavior depends on type of the pointer pb->g(3.14); // Base::g(float) 3.14 pd->g(3.14); // Derived::g(int) 3 (suprise!) // Bad : behavior depends on type of the pointer pb->h(3.14); // Base::h(float) 3.14 (suprise!) pd->h(3.14); // Derived::h(float) 3.14 return 0; }  

 

    例子中，pb和pd指向同一地址，按理運行結果是相同的，但其實卻不是。由於隱藏機制的作用，部分方法的調用依賴於所使用的指針！

 

由此看來，隱藏機制似乎會帶來不少理解上的問題，但“存在即合理”：

1. 寫語句pd->f(10)的人可能真的想調用Derived::f(char *)函數，只是他誤將參數寫錯了。有了隱藏規則，編譯器就可以明確指出錯誤，這未必不是好事。否則，編譯器會靜悄悄地將錯就錯，程序員將很難發現這個錯誤，留下禍根
2. 假如類Derived有多個基類（多重繼承） ，有時搞不清楚哪些基類定義了函數f。如果沒有隱藏規則，那麼pd->f(10)可能會調用一個出乎意料的基類函數f，而隱藏規則的存在消滅了這個問題

 

總結

     工欲善其事，必先利其器。弄清楚這些基本概念，才能在實踐中少走彎路。

 

 2017：

時隔7年再看，當年真是才疏學淺，C++根本沒有什麼隱藏規則，使用不同類型的指針雖然指向了同一個對象，但是非虛函數並不會通過運行時虛表來綁定，反而是在編譯期靜態綁定，所以沒有什麼surprise，倒是在類繼承的設計上，確實埋了個坑，不過一般這種通過基類訪問不同子類實例的場景，對於public方法，應該都定義成virtual的以便擴展