其實真正要說的是虛函數(shù),不過其中要扯倒重載,所以順便也說了下重載
1. 重載
1.1 簡單重載
在C++中,是允許同名函數(shù)的存在
int add(int i,int j);
float add(float i,float);
而在c中,函數(shù)名是唯一的,所以為了區(qū)分int和float版本的add,你需要給它們起不同的名字,比如將int的命名為add_int,將float的命名為add_float,這樣做的壞處就是程序員要記住很多的函數(shù)名,雖然這些函數(shù)的功能是一樣的,而且也不直觀。
重載函數(shù)的存在,使得這種情況不在存在,它可以根據(jù)參數(shù)的類型,自動調(diào)用合適的重載函數(shù),程序員只要記住要使用加法是調(diào)用add函數(shù)就可以,不同再像C中那樣猜測int版的add函數(shù)函數(shù)名是怎樣的,float版的函數(shù)名又是怎樣的。實際上,這兩個版本的add函數(shù)名在編譯后是不一樣的,編譯器自動為它們進行了修飾,比如int的修飾成add_int_int,float的修飾成add_float_float,不過這都只是編譯生成后的結(jié)果,對程序員來說,他只需知道add這個函數(shù),但他要調(diào)用的時候,比如使用了int參數(shù),編譯器根據(jù)參數(shù)推出該調(diào)用的版本,這里就是add_int,所有這一切程序員都是看不見的,也不需要關(guān)心,從而減輕了程序員的工作。
從上面的說法也可以看出,函數(shù)重載也不是能亂重載的,重載的要求是:
1. 函數(shù)的參數(shù)類型不一樣,像上面的int和float的
2. 函數(shù)的參數(shù)個數(shù)不一樣
這是因為編譯器在修飾生成的函數(shù)名時,一般用所有的參數(shù)類型來進行修飾,比如void add(int,float) 修飾成add_int_float,void add(int,int,int) 修飾成add_int_int_int,這樣符合上面2條要求的重載函數(shù)最后生成的函數(shù)名是不一樣的。
可能有人會認為,為什么不用返回值來區(qū)分,如果編譯器能推測出函數(shù)調(diào)用該返回什么值那自然沒什么問題,但很多時候,往往只是調(diào)用函數(shù),使用函數(shù)的副作用,而不要求返回值,這個時候編譯器就推測不出了,比如
void f();
int f();

int main()


{
f();
}
這個時候編譯器怎么知道調(diào)用哪個函數(shù)
1.2 類中的重載函數(shù)
不僅僅是全局函數(shù)可以重載,類中的函數(shù)也可以重載
class Base


{
public:

int f() const
{
cout<<"Base:f()"<<endl;
return 1;
}

int f(string) const
{
return 1;
}
};

這看起來跟全局的沒什么區(qū)別,但是當(dāng)涉及到繼承的時候,事情就變得麻煩起來
class Derived1: public Base


{
public:
//Redefinition

int f() const
{
cout<<"Derived1:f()"<<endl;
return 1;
}
};

class Derived2: public Base


{
public:
//change Return type
void f()const

{
cout<<"Derived2:f()"<<endl;
}
}

class Derived3: public Base


{
public:
//change argument list
int f(int) const

{
cout<<"Dervide3:f()"<<endl;
return 1;
}
}
子類中定義了跟父類同名的函數(shù),這個時候該如何辦?其實說起來也很簡單,只要子類定義了跟父類同名的函數(shù),不管是重寫了函數(shù)內(nèi)容(Dervied1),改變了返回類型(Derived2),還是改變了參數(shù)列表(Derived3),結(jié)果都一樣,子類中的同名函數(shù)將父類中的同名函數(shù)給隱藏了,只要子類中的函數(shù)是可見的,通過子類的對象調(diào)用父類的同名函數(shù)是不合法的,只能調(diào)用子類自身的同名函數(shù)。這就是所謂的名字隱藏。
2. 重寫與虛函數(shù)
2.1 基本知識
虛函數(shù)在多態(tài)中經(jīng)常用到。你只要有一個基類的指針或引用,編譯器會為你調(diào)用該指針真正對應(yīng)的函數(shù)
class Base


{
public;
virtual void f()

{
cout<<"Base:f()"<<endl;
}
};

class Derived:public Base


{
public:
//You can also ingore virtual here
virtual void f()

{
cout<<"Derived:f()"<<endl;
}
};

int main()


{
Base* p=new Derived();
p->f();
delete p;
}

程序輸出Derived::f(),這就是虛函數(shù)的作用。你可以不用關(guān)心基類指針到底指向那個子類,編譯器會為你調(diào)用正確的函數(shù)。
這是因為編譯器使用了晚捆綁的緣故。
當(dāng)一個類中有一個虛函數(shù)時(可以是因為在類中聲明了一個虛函數(shù),也可以是因為基類中有虛函數(shù),通過繼承得到)。編譯器就為這個類創(chuàng)造一個虛表(VTABLE),它當(dāng)中的虛函數(shù)位置是固定的,即使被繼承到子類中也一樣。當(dāng)定義了一個這個類的對象時,編譯器會在這個對象中放入一個虛指針(VPTR)指向這個表。當(dāng)調(diào)用虛函數(shù)時,編譯器在匯編代碼中插入
一段代碼,這個代碼首先找到虛表,然后在通過偏移調(diào)用正確的函數(shù)。
當(dāng)一個帶有虛函數(shù)的基類被繼承時,這個VTABLE會被完整賦值,當(dāng)然對應(yīng)的函數(shù)地址會改成子類中的函數(shù)地址。如果子類另外聲明了虛函數(shù),就會在原來的虛函數(shù)后面添加上新的條目。
重寫其實就是在子類中對父類的虛函數(shù)進行重定義,因為一般子類有自己的特性。
2.2 虛函數(shù)與重載
如果子類中只是改寫了父類中虛函數(shù)的內(nèi)容,這就只是重寫(overriding),函數(shù)前面的virtual可以忽略掉
但如果子類中改變了父類中虛函數(shù)的參數(shù)類型或個數(shù),那么父類中的同名函數(shù)就會被隱藏掉,這同普通的重載一樣,有一點不一樣的是,不可以通過改變返回類型來隱藏父類中的同名函數(shù)。
2.3 切片
當(dāng)用子類對象來初始化父類時(如函數(shù)中的call by value),新生成的父類對象會正確初始化它自身的vtable,而不會使用子類的vtable。
注:
雖然通過基類指針調(diào)用虛函數(shù),最后調(diào)用的是子類的函數(shù),但是如果使用的確實基類的默認參數(shù)
class Base


{
public:
virtual void f(int i=0)

{
cout<<i<<endl;
}
};

class Derived: public Base


{
public:
virtual void f(int i=1)

{
cout<<i<<endl;
}
};


int main()


{
Base* p=new Derived();
p->f(); //輸出的是0
}
注2:
發(fā)生在private繼承時的問題,父類中的虛函數(shù)是private的,當(dāng)它被private繼承時,子類是無法訪問到這個函數(shù)的,不過子類仍然可以override這個函數(shù)
class Base


{
public:
void nvi()

{
vfun();
}
private:
virtual void vfun()

{
cout<<"Base::vfun()"<<endl;
}
};

class Derived1:private Base


{
public:
void df()

{
nvi(); //調(diào)用base的nvi,由于這里沒有override vfun,所以輸出的是Base:vfun()
}

//事實上,這里不能直接調(diào)用base中的vfun,因為它是private繼承來的
};

class Derived2:private Base


{
public:
void df()

{
nvi();//調(diào)用了Dervied2的vfun
}
private:
void vfun();//要想override,必須重新聲明
};

void Derived2::vfun()


{
cout<<"Derived2::vfun()"<<endl;
}