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C++ 成員函數的重載，繼承，覆蓋和隱藏

作者：2cto
開發 后端
在調用pBase->f(5)時，首先要去pBase類中找到對應需要執行的函數，因為Base類中有兩個函數virtual void f(int a) 和 void f(double)重載，因為該實參是5，為int類型，所以要調用virtual void f(int a)函數，因為該f(int a)是一個虛函數，所以再去判斷pBase所指向的具體對象，具體對象為Derived子類，再去Derived子類的虛函數表中找到void f(int a)函數

一、 C++成員函數的重載

C++中的成員函數有四種，分別是普通成員函數，virtual虛函數，const成員函數。

  • (1) void func(int a);

  • (2) virtual void func(int a);

  • (3) void func(int a) const;

如果在一個類中，聲明這四種函數，哪是重復定義？哪些是重載？

其中(1)(2)是重復定義，故編譯不能通過，而(3)與(1)(2)是不同類型的函數，是重載。

成員函數被重載的特征是：

  • (1)具有相同的作用域(即同一個類定義中)；

  • (2)函數名字相同

  • (3)參數類型，順序 或 數目不同(包括const參數和非const函數)

  • (4)virtual關鍵字可有可無。

從成員函數的重載特征中，可以知道(1)(2)是重復定義。那么(3)為什么和(1)(2)不同呢？

因為類中的函數，都會自動添加一個自身類指針this，所以

 

  1. void func(int a) ==== void func(Base * this, int a) 
  2. virtual func(int a) ==== virtual func(Base *this, int a) 
  3. void func(int a)const === void func(const Base *this, int a) const 

所以(3)可以與(1)(2)發生重載，因為參數有一個const。

二 、C++成員函數的繼承

 

  1. #include <iostream>  
  2. using namespace std;  
  3.  
  4. class Base {  
  5. public:  
  6.     void f(int a){  
  7.         cout << "Base::f(int a)" << endl;  
  8.     }  
  9.     virtual void g(int a) {  
  10.         cout << "virtual Base::g(int a)" << endl;  
  11.     }  
  12. };  
  13.  
  14. class Derived : public Base  
  15. {  
  16. public:  
  17.     void h(int a) {  
  18.         cout << "Derivd::h(int a)" << endl;  
  19.     }  
  20. };  
  21.  
  22. int main()  
  23. {  
  24.     Base b;  
  25.     b.f(3);  
  26.     b.g(4);  
  27.  
  28.     Derived d;  
  29.     d.f(3);  
  30.     d.g(4);  
  31.     d.h(3);  
  32. }  
  33.  
  34. #include <iostream> 
  35. using namespace std; 
  36.  
  37. class Base { 
  38. public: 
  39.  void f(int a){ 
  40.   cout << "Base::f(int a)" << endl; 
  41.  } 
  42.  virtual void g(int a) { 
  43.   cout << "virtual Base::g(int a)" << endl; 
  44.  } 
  45. }; 
  46.  
  47. class Derived : public Base 
  48. { 
  49. public: 
  50.  void h(int a) { 
  51.   cout << "Derivd::h(int a)" << endl; 
  52.  } 
  53. }; 
  54.  
  55. int main() 
  56. { 
  57.  Base b; 
  58.  b.f(3); 
  59.  b.g(4); 
  60.  
  61.  Derived d; 
  62.  d.f(3); 
  63.  d.g(4); 
  64.  d.h(3); 
  65. } 

 

Base b的對象模型：

Derived d的對象模型：

則在子類Derived d中繼承了父類中的virtual void g(int a) ; void f(int a);

運行結果為：

三、C++成員函數的覆蓋

覆蓋是指派生類重新實現(或者改寫)了基類的成員函數，其特征是：

  • (1)不同的作用域(非別位于派生類和基類中)；

  • (2)函數名稱相同

  • (3)參數列表完全相同；

  • (4)基類函數必須是虛函數。

從(4)中我們得知覆蓋只是針對虛函數的。

 

  1. #include <iostream>  
  2. using namespace std;  
  3.  
  4. class Base {  
  5. public:  
  6.     void f(int a){  
  7.         cout << "Base::f(int a)" << endl;  
  8.     }  
  9.     virtual void g(int a) {  
  10.         cout << "virtual Base::g(int a)" << endl;  
  11.     }  
  12. };  
  13.  
  14. class Derived : public Base  
  15. {  
  16. public:  
  17.     void h(int a) {  
  18.         cout << "Derivd::h(int a)" << endl;  
  19.     }  
  20.     virtual void g(int a) {  
  21.         cout << "virtual Derived::g(int a)" << endl;  
  22.     }  
  23. };  
  24.  
  25. int main()  
  26. {  
  27.     Base b;  
  28.     b.f(3);  
  29.     b.g(4);  
  30.  
  31.     Derived d;  
  32.     d.f(3);  
  33.     d.g(4);  
  34.     d.h(3);  
  35. }  
  36.  
  37. #include <iostream> 
  38. using namespace std; 
  39.  
  40. class Base { 
  41. public: 
  42.  void f(int a){ 
  43.   cout << "Base::f(int a)" << endl; 
  44.  } 
  45.  virtual void g(int a) { 
  46.   cout << "virtual Base::g(int a)" << endl; 
  47.  } 
  48. }; 
  49.  
  50. class Derived : public Base 
  51. { 
  52. public: 
  53.  void h(int a) { 
  54.   cout << "Derivd::h(int a)" << endl; 
  55.  } 
  56.  virtual void g(int a) { 
  57.   cout << "virtual Derived::g(int a)" << endl; 
  58.  } 
  59. }; 
  60.  
  61. int main() 
  62. { 
  63.  Base b; 
  64.  b.f(3); 
  65.  b.g(4); 
  66.  
  67.  Derived d; 
  68.  d.f(3); 
  69.  d.g(4); 
  70.  d.h(3); 
  71. } 

 

Derived d對象模型如下：

其中Derived中重新定義了基類的虛成員函數virtual void g(int a)；

四、C++成員函數的隱藏

隱藏是指派生類的成員函數遮蔽了與其同名的基類成員函數，具體規則如下：

(1) 派生類的函數與基類的函數同名，但是參數列表有所差異。此時，不論有無virtual關鍵字，基類的函數在派生類中將被隱藏。(注意別與重載混合)

(2)派生類的函數與基類的函數同名，參數列表也相同，但是基類函數沒有virtual關鍵字。此時，基類的函數在派生類中將被吟唱。(注意別與覆蓋混合)

判斷下面哪些函數是覆蓋，哪些函數是隱藏？

 

  1. #include <iostream>  
  2. using namespace std;  
  3.  
  4. class Base {  
  5. public:  
  6.     virtual void f(float x) {  
  7.         cout << "virtual Base::f(float) " << x << endl;  
  8.     }  
  9.     void g(float x) {  
  10.         cout << "Base::g(float) " << x << endl;  
  11.     }  
  12.     void h(float x) {  
  13.         cout << "Base::h(float) " << x << endl;  
  14.     }  
  15. };  
  16.  
  17. class Derived : public Base{  
  18. public:  
  19.     virtual void f(float x) {  
  20.         cout << "virtual Derived::f(float) " << x << endl;  
  21.     }  
  22.     void g(int x) {  
  23.         cout << "Derived::g(int) " << x << endl;  
  24.     }  
  25.     void h(float x) {  
  26.         cout << "Derived::h(float) " << x << endl;  
  27.     }  
  28. };  
  29.  
  30. int main(void)  
  31. {  
  32.     Derived d;  
  33.     Base *pb = &d;  
  34.     Derived *pd = &d;  
  35.  
  36.     pb->f(3.14f);  
  37.     pd->f(3.14f);  
  38.  
  39.     pb->g(3.14f);  
  40.     pd->g(3.14f);  
  41.  
  42.     pb->h(3.14f);  
  43.     pd->h(3.14f);  
  44. }  
  45.  
  46. #include <iostream> 
  47. using namespace std; 
  48.  
  49. class Base { 
  50. public: 
  51.  virtual void f(float x) { 
  52.   cout << "virtual Base::f(float) " << x << endl; 
  53.  } 
  54.  void g(float x) { 
  55.   cout << "Base::g(float) " << x << endl; 
  56.  } 
  57.  void h(float x) { 
  58.   cout << "Base::h(float) " << x << endl; 
  59.  } 
  60. }; 
  61.  
  62. class Derived : public Base{ 
  63. public: 
  64.  virtual void f(float x) { 
  65.   cout << "virtual Derived::f(float) " << x << endl; 
  66.  } 
  67.  void g(int x) { 
  68.   cout << "Derived::g(int) " << x << endl; 
  69.  } 
  70.  void h(float x) { 
  71.   cout << "Derived::h(float) " << x << endl; 
  72.  } 
  73. }; 
  74.  
  75. int main(void) 
  76. { 
  77.  Derived d; 
  78.  Base *pb = &d; 
  79.  Derived *pd = &d; 
  80.  
  81.  pb->f(3.14f); 
  82.  pd->f(3.14f); 
  83.  
  84.  pb->g(3.14f); 
  85.  pd->g(3.14f); 
  86.  
  87.  pb->h(3.14f); 
  88.  pd->h(3.14f); 
  89. } 

 

其中子類Derived中 vitual void f(float x)  是覆蓋，而void g(int x) 和void h(float x)都是隱藏。

運行結果：

再看一個例子：

 

  1. #include <iostream>  
  2. using namespace std;  
  3.  
  4. class Base  
  5. {  
  6. public:  
  7.     virtual void f(int a) {  
  8.         cout << "virtual Base::f(int a)" << endl;  
  9.     }  
  10.  
  11.     void f(double d) {  
  12.         cout << "Base::f(double d)" << endl;   
  13.     }  
  14. };  
  15.  
  16. class Derived : public Base  
  17. {  
  18. public:  
  19.  
  20.     void f(double d) {  
  21.         cout << "Derivd::f(double d)" << endl;  
  22.     }  
  23. };  
  24.  
  25. int main()  
  26. {  
  27.     Derived d;  
  28.     d.f(3);  
  29.     d.f(2.5);  
  30.  
  31.     Derived *pd = new Derived();  
  32.     pd->f(3);  
  33.     pd->f(2.5);  
  34.  
  35.     Base b;  
  36.     b.f(5);  
  37.     b.f(3.5);  
  38.  
  39.     Base *pBase = new Derived();  
  40.     pBase->f(5);  
  41.     pBase->f(3.5);  
  42. }  
  43.  
  44. #include <iostream> 
  45. using namespace std; 
  46.  
  47. class Base 
  48. { 
  49. public: 
  50.  virtual void f(int a) { 
  51.   cout << "virtual Base::f(int a)" << endl; 
  52.  } 
  53.  
  54.  void f(double d) { 
  55.   cout << "Base::f(double d)" << endl; 
  56.  } 
  57. }; 
  58.  
  59. class Derived : public Base 
  60. { 
  61. public: 
  62.  
  63.  void f(double d) { 
  64.   cout << "Derivd::f(double d)" << endl; 
  65.  } 
  66. }; 
  67.  
  68. int main() 
  69. { 
  70.  Derived d; 
  71.  d.f(3); 
  72.  d.f(2.5); 
  73.  
  74.  Derived *pd = new Derived(); 
  75.  pd->f(3); 
  76.  pd->f(2.5); 
  77.  
  78.  Base b; 
  79.  b.f(5); 
  80.  b.f(3.5); 
  81.  
  82.  Base *pBase = new Derived(); 
  83.  pBase->f(5); 
  84.  pBase->f(3.5); 
  85. } 

 

其中父類中的void f(double d)隱藏了子類的virtual void f(int a),  void f(double d)函數。

所以在主函數中

 

  1. Derived d;  
  2. d.f(3);  
  3. d.f(2.5);  
  4.  
  5. Derived *pd = new Derived();  
  6. pd->f(3);  
  7. pd->f(2.5);  
  8.  
  9. Derived d; 
  10. d.f(3); 
  11. d.f(2.5); 
  12.  
  13. Derived *pd = new Derived(); 
  14. pd->f(3); 
  15. pd->f(2.5);只要通過Derived對象或者Derived指針執行f()函數，都只執行void Derived::f(double d)該函數。 
  16.  
  17. [html] 
  18. Base *pBase = new Derived();  
  19. pBase->f(5);  
  20. pBase->f(3.5);  
  21.  
  22. Base *pBase = new Derived(); 
  23. pBase->f(5); 
  24. pBase->f(3.5); 

 

在調用pBase->f(5)時，首先要去pBase類中找到對應需要執行的函數，因為Base類中有兩個函數virtual void f(int a) 和 void f(double)重載，因為該實參是5，為int類型，所以要調用virtual void f(int a)函數，因為該f(int a)是一個虛函數，所以再去判斷pBase所指向的具體對象，具體對象為Derived子類，再去Derived子類的虛函數表中找到void f(int a)函數。因為Derived子類繼承了父類Base的虛函數vitural void f(int a)，所以輸出 virtual Base::f(int a);

在調用pBase->f(3.5)時，首先要去pBase類中找到對應需要執行的函數，因為因為Base類中有兩個函數virtual void f(int a) 和 void f(double)重載，因為該實參是3.5，為double類，所以要調用void f(double d)函數，因為該函數是一個普通成員函數，故直接輸出。 void Base::f(double d);

再舉一個例子：

 

  1. #include <iostream>  
  2. using namespace std;  
  3.  
  4. class Base  
  5. {  
  6. public:  
  7.     virtual void f(int a) {  
  8.         cout << "virtual Base::f(int a)" << endl;  
  9.     }  
  10.  
  11.     void f(double d) {  
  12.         cout << "Base::f(double d)" << endl;   
  13.     }  
  14. };  
  15.  
  16. class Derived : public Base  
  17. {  
  18. public:  
  19.  
  20.     void f(int a) {  
  21.         cout << "virtual Derived::f(int a)" << endl;  
  22.     }  
  23. };  
  24.  
  25. int main()  
  26. {  
  27.     Derived d;  
  28.     d.f(3);  
  29.     d.f(2.5);  
  30.  
  31.     Derived *pd = new Derived();  
  32.     pd->f(3);  
  33.     pd->f(2.5);  
  34.  
  35.     Base b;  
  36.     b.f(5);  
  37.     b.f(3.5);  
  38.  
  39.     Base *pBase = new Derived();  
  40.     pBase->f(5);  
  41.     pBase->f(3.5);  
  42. }  
  43.  
  44. #include <iostream> 
  45. using namespace std; 
  46.  
  47. class Base 
  48. { 
  49. public: 
  50.  virtual void f(int a) { 
  51.   cout << "virtual Base::f(int a)" << endl; 
  52.  } 
  53.  
  54.  void f(double d) { 
  55.   cout << "Base::f(double d)" << endl; 
  56.  } 
  57. }; 
  58.  
  59. class Derived : public Base 
  60. { 
  61. public: 
  62.  
  63.  void f(int a) { 
  64.   cout << "virtual Derived::f(int a)" << endl; 
  65.  } 
  66. }; 
  67.  
  68. int main() 
  69. { 
  70.  Derived d; 
  71.  d.f(3); 
  72.  d.f(2.5); 
  73.  
  74.  Derived *pd = new Derived(); 
  75.  pd->f(3); 
  76.  pd->f(2.5); 
  77.  
  78.  Base b; 
  79.  b.f(5); 
  80.  b.f(3.5); 
  81.  
  82.  Base *pBase = new Derived(); 
  83.  pBase->f(5); 
  84.  pBase->f(3.5); 
  85. } 

 

子類Derived中的void f(int a)既覆蓋了基類Base的虛函數virtual void f(int a)，也隱藏了基類的virtual void f(int a),  void f(double d)函數。

 

  1. Derived d;  
  2. d.f(3);  
  3. d.f(2.5);  
  4.  
  5. Derived *pd = new Derived();  
  6. pd->f(3);  
  7. pd->f(2.5);  
  8.  
  9. Derived d; 
  10. d.f(3); 
  11. d.f(2.5); 
  12.  
  13. Derived *pd = new Derived(); 
  14. pd->f(3); 
  15. pd->f(2.5); 

 

同理所有用子類對象或者子類指針來調用f()函數時，都只執行virtual void f(int a)，輸出virtual Derived::f(int a)

 

  1. view plaincopyprint?Base *pBase = new Derived();  
  2. pBase->f(5);  
  3. pBase->f(3.5);  
  4.  
  5. Base *pBase = new Derived(); 
  6. pBase->f(5); 
  7. pBase->f(3.5); 

 

pBase->f(5)，首先去Base類中尋找相應的函數，同理Base類中的兩個函數virtual void f(int a)和void f(double d)是重載函數，因為實參為5,為int類型，所以我們要調用virtual void f(int a)虛函數，因為該函數是虛函數，所以要去判斷pBase指向的具體對象，因為pBase指向的是一個子類的對象，所以需要去子類的虛函數表中取找virtual void f(int a)函數，找到之后，執行該函數，故輸出virtual Derived::f(int a)。

pBase->f(3.5),首先去Base類中尋找相應的函數，同理Base類中的兩個函數virtual void f(int a)和void f(double d)是重載函數，因為實參為3.5,為double類型，所以我們要調用void f(double d)，因為該函數為普通成員函數，故執行輸出： void Base::f(double d);

責任編輯：張燕妮 來源： 2cto
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