[c++]重载、隐藏、覆盖——处理同名函数的3种方式

0. 重载、隐藏、覆盖的区别

C++对于两个同名的函数有三种处理方式:重载(overload)隐藏(hide)覆盖(override)
用最简单的话概括:

重载 参数不同的同名函数
隐藏 子类的函数名与基类相同就会隐藏
覆盖 只用于虚函数

他们的区别如下:

同名函数 作用域 形参列表
重载 相同 不同
隐藏 不同 不同 / 相同且基类中同名函数不是虚函数
覆盖 不同 相同且基类中同名函数是虚函数

或者这样表示:


1. 重载

  • 同名函数在同一个类中(作用域相同),但他们的参数个数 / 参数种类不同(形参列表不同),此时他们是重载关系,比如:
class DAD
{
    public:
        void show(){
            cout << "I am dad" << endl;
        }
        void show(int x){
            cout << x << endl;
        }
};

对于重载函数,想调用哪个函数,取决于你给的参数
比如你想输出一句话,那么直接调用show()函数即可;
而如果你想输出一个数字,则要给show()函数一个对应的实参,如show(3);
他们对应的输出结果如下:

I am dad                //直接调用show();
3                       //给了参数的show(3);

2. 隐藏

  • 如果同名函数在不同的类中,则他们不再是重载函数,
    若他们的形参列表不同,则基类中的同名函数将被隐藏(屏蔽),比如例A
//例 A
class DAD
{
    public:
        void show(){
            cout << "I am dad" << endl;
        }
};
class SON : public DAD
{
    public:
        void show(int x){
            cout << x << endl;
        }
}
int main(){
    SON a;
    a.show();
}

这时编译器会报错

[Error] no matching function for call to 'SON::show()'  

因为此时基类中的show()和子类中的函数同名而参数不同,满足隐藏的条件,子类从基类继承而来的没有参数的show()已经被隐藏,无法调用;
如果你要调用从基类中继承而来的show(),则要使用 作用域分辨符 “ :: ”,
它由两个冒号组成

a.DAD::show();

这时程序便会正确调用从基类继承而来的show()函数,输出如下:

I am dad
  • 另一种情况是,同名函数在不同的类中、参数相同,且基类中的同名函数前没有virtual关键字声明,那么基类中的同名函数依然会被隐藏,比如例B:
//例 B
class DAD
{
    public:
        /* virtual */void show(){
            cout << "I am dad" << endl;
        }
};
class SON : public DAD
{
    public:
        void show(){
            cout << "I am son" << endl;
        }
}
int main(){
    SON a;
    a.show();
}

输出结果

I am son

P.S. 你可能会想,既然是对象a是子类,那a.show()不是理所当然地调用子类中的show()吗?
不妨再看看例C,

//例 C
class DAD
{
    public:
        void show(){
            cout << "I am dad" << endl;
        }
};
class SON : public DAD
{
    public:
        //子类没有show()函数了
}
int main(){
    SON a;
    a.show();
}

输出结果

I am dad

同样是a.show(),但这里调用的是从基类继承而来的show();
所以a.show()并不是调用子类a中的show(),而是先看有没有从基类中继承而来的show(),然后再看子类中有没有同名的函数,如果子类已经有了同名函数,那么从基类继承而来的show()就会被隐藏,想调用就得用 “ :: ”

3. 覆盖

  • 如果同名函数在不同的类中、参数相同且基类中的同名函数带有virtual关键字声明,
    那么这时基类中的同名函数将被覆盖(重写),它有两个特点:
    (1)当对象调用子类中的同名函数时,表现和被隐藏时相同,
    比如在例A、例B、例C中的基类同名函数前加上virtual关键字,程序结果不变(但其实和隐藏是不同的);
    (2)当通过指针或引用调用子类中的同名函数时,由于需要区别指针(引用)的类型和指针(引用)所指对象的类型,此时的表现就和隐藏不同了——通过基类指针指向不同对象,指针会根据对象的类型不同,调用其相应的函数,比如下面的两个例子:

第一个例子,没有用虚函数,由于静态绑定
通过“指向基类对象的基类指针”调用成员函数,调用的是基类的成员函数
通过“指向子类对象的基类指针”调用成员函数,调用的依然是基类的成员函数

class DAD
{
    public:
        /* virtual */ void show(){
            cout << "I am dad" << endl;
        }
};
class SON : public DAD
{
    public:
        void show(){
            cout << "I am son" << endl;
        }
};
//形参为指向基类对象的指针,用于接收来自对象的地址
void fun(DAD *p)
{
    p->show();
}
int main()
{
    DAD a; 
    SON b;
    fun(&a);    //用a对象的指针调用show()函数
    fun(&b);    //用b对象的指针调用show()函数
}

输出结果:

I am dad
I am dad

第二个例子,使用了虚函数,由于动态绑定
通过“指向基类的基类指针”调用成员函数,调用的是基类中的虚函数
通过“指向子类的基类指针”调用成员函数,调用的则是子类中的实现(覆盖了基类中的虚函数)

class DAD
{
    public:
        virtual void show(){
            cout << "I am dad" << endl;
        }
};
class SON : public DAD
{
    public:
        void show(){
            cout << "I am son" << endl;
        }
};
//形参为指向基类对象的指针,用于接收来自对象的地址
void fun(DAD *p)
{
    p->show();
}
int main()
{
    DAD a; 
    SON b;
    fun(&a);    //用a对象的指针调用show()函数
    fun(&b);    //用b对象的指针调用show()函数
}

输出结果:

I am dad
I am son
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