C++ override关键字使用详解

时间:2021-05-20

C++ override从字面意思上,是覆盖的意思,实际上在C++中它是覆盖了一个方法并且对其重写,从而达到不同的作用。在我们C++编程过程中,最熟悉的就是对接口方法的实现,在接口中一般只是对方法进行了声明,而我们在实现时,就需要实现接口声明的所有方法。还有一个典型应用就是在继承中也可能会在子类覆盖父类的方法。

公有继承包含两部分:一是“接口”(interface),二是 "实现" (implementation)。

例如Person类的几种成员函数的继承方式:

class Person{ public: virtual void Eat() const = 0; // 1) 纯虚函数 virtual void Say(const std::string& msg); // 2) 普通虚函数 int Name() const; // 3) 非虚函数 }; class Student: public Person{ ... }; class Teahcer: public Person{ ... };

1.纯虚函数

纯虚函数,继承的是基类成员函数的接口,必须在派生类中重写该函数的实现:

Person *s1 = new Student; s1->Eat(); // calls Student::Eat Person *t1 = new Ellipse; t1->Eat(); // calls Teacher::Eat

若想调用基类的 Eat(),须加上 类作用域操作符 ::

s1->Person::Eat(); // calls Person::Eat

2.普通虚函数

普通虚函数,对应在基类中定义一个缺省的实现 (default implementation),表示继承的是基类成员函数的接口和缺省的实现,由派生类自行选择是否重写该函数。

实际上,允许普通虚函数同时继承接口和缺省实现是危险的。 如下, CarA 和 CarB 是 Car的两种类型,且二者的运行方式完全相同。

class Car{ public: virtual void Run(const Car& destination); }; class CarA: public Car{ ... }; class CarB: public Car{ ... };

这是典型的面向对象设计,两个类共享一个特性 -- Run,则 Run可在基类中实现,并由两个派生类继承。

现增加一个新的飞机型号 CarC,其飞行方式与 CarA,CarB 并不相同,假如不小心忘了在 CarC 中重写新的 Fly 函数

class CarC: public Car{ ... // no fly function is declared };

则调用 CarC 中的 Run 函数,就是调用 Car::Run,但是 CarC的运行方式和缺省的并不相同

Car *pa = new CarC; pa->Run(Beijing); // calls Car::Run!

这就是前面所说的,普通虚函数同时继承接口和缺省实现是危险的,最好是基类中实现缺省行为 (behavior),但只有在派生类要求时才提供该缺省行为.

方法一:

一种方法是 纯虚函数 + 缺省实现,因为是纯虚函数,所以只有接口被继承,其缺省的实现不会被继承。派生类要想使用该缺省的实现,必须显式的调用:

class Car{ public: virtual void Run(const Run& destination) = 0; }; void Car::Run(const Airport& destination) { // a pure virtual function default code for Run an Car to the given destination } class CarA: public Car{ public: virtual void Run(const Car& destination) { Car::Run(destination); } };

这样在派生类 CarC 中,即使一不小心忘记重写 Run函数,也不会调用 Car的缺省实现

class CarC: public CAr{ public: virtual void Run(const Car& destination); }; void CarC::Run(const Car& destination) { // code for Run a CarC Car to the given destination }

方法二:

可以看到,上面问题的关键就在于,一不小心在派生类 CarC中忘记重写 Run函数,C++11 中使用关键字 override,可以避免这样的“一不小心”。

非虚函数:

非虚成员函数没有virtual关键字,表示派生类不但继承了接口,而且继承了一个强制实现(mandatory implementation),既然继承了一个强制的实现,则在派生类中,无须重新定义继承自基类的成员函数,如下:

使用指针调用 Name 函数,则都是调用的 Person::Name()

Student s1; // s1 is an object of type Student Person *p= &s1; // get pointer to s1 p->Name(); // call Name() through pointer Student *s= &s1; // get pointer to s1 s->Name(); // call Name() through pointer

如果在派生类中重新定义了继承自基类的成员函数 Name 呢?

class Student : public Person{ public: int Name() const; // hides Person::Name }; p->Name(); // calls Person::Name() s->Name(); // calls Student::Name()

此时,派生类中重新定义的成员函数会 “隐藏” (hide) 继承自基类的成员函数

这是因为非虚函数是 “静态绑定” 的,p被声明的是 Person* 类型的指针,则通过 p调用的非虚函数都是基类中的,既使 p指向的是派生类。

与“静态绑定”相对的是虚函数的“动态绑定”,即无论 p被声明为 Person* 还是 Student* 类型,其调用的虚函数取决于 p实际指向的对象类型

重写 (override)

在程序中加override 关键字,可以避免派生类中忘记重写虚函数的错误

下面以重写虚函数时,容易犯的四个错误为例,详细阐述之

class Base { public: virtual void fun1() const; virtual void fun2(int x); virtual void fun3() &; void fun4() const; // is not declared virtual in Base }; class Derived: public Base { public: virtual void fun1(); // declared const in Base, but not in Derived. virtual void fun2(unsigned int x); // takes an int in Base, but an unsigned int in Derived virtual void fun3() &&; // is lvalue-qualified in Base, but rvalue-qualified in Derived. void fun4() const; };

在派生类中,重写 (override) 继承自基类成员函数的实现 (implementation) 时,要满足如下条件:

一虚:基类中,成员函数声明为虚拟的 (virtual)

二容:基类和派生类中,成员函数的返回类型和异常规格 (exception specification) 必须兼容

四同:基类和派生类中,成员函数名、形参类型、常量属性 (constness) 和 引用限定符 (reference qualifier) 必须完全相同

如此多的限制条件,导致了虚函数重写如上述代码,极容易因为一个不小心而出错

C++11 中的 override 关键字,可以显式的在派生类中声明,哪些成员函数需要被重写,如果没被重写,则编译器会报错。

class Derived: public Base { public: virtual void fun1() override; virtual void fun2(unsigned int x) override; virtual void fun3() && override; virtual void fun4() const override; }; class Derived: public Base { public: virtual void fun1() const override; // adding "virtual" is OK, but not necessary virtual void fun2(int x) override; void fun3() & override; void fun4() const override; };

1) 公有继承

  • 纯虚函数 => 继承的是:接口 (interface)
  • 普通虚函数 => 继承的是:接口 + 缺省实现 (default implementation)
  • 非虚成员函数 =>继承的是:接口 + 强制实现 (mandatory implementation)
  • 2) 不要重新定义一个继承自基类的非虚函数 (never redefine an inherited non-virtual function

    3) 在声明需要重写的函数后,加关键字 override
    这样,即使不小心漏写了虚函数重写的某个苛刻条件,也可以通过编译器的报错,快速改正错误。

    在使用中需要注意以下几点:
    (1).覆盖的方法的标志必须要和被覆盖的方法的标志完全匹配,才能达到覆盖的效果;
    (2).覆盖的方法的返回值必须和被覆盖的方法的返回一致;
    (3).覆盖的方法所抛出的异常必须和被覆盖方法的所抛出的异常一致,或者是其子类;
    (4).被覆盖的方法不能为private,否则在其子类中只是新定义了一个方法,并没有对其进行覆盖。

    以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持。

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