本文介绍了C++ override关键字使用详解以及与重载的区别。
C++ override关键字使用详解
一、override作用
二、override在基类与派生类的应用
2.1. 纯虚函数
2.2. 普通虚函数
2.3.Override重写
三、Override实例
四、C++中重载(overload)与覆盖(override)
4.1. 重载(overload)
4.2. 重写/覆盖(override)
4.3. 重载和覆盖的区别
一、override作用
override关键字作用：
如果派生类在虚函数声明时使用了override描述符，
那么该函数必须重载其基类中的同名函数，否则代码将无法通过编译。
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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。override是C++11中的一个继承控制关键字。override确保在派生类中声明的重载函数跟基类的虚函数有相同的声明。
override明确地表示一个函数是对基类中一个虚函数的重载。更重要的是，它会检查基类虚函数和派生类中重载函数的签名不匹配问题。如果签名不匹配，编译器会发出错误信息。
override表示函数应当重写基类中的虚函数(用于派生类的虚函数中)。
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)。
二、override在基类与派生类的应用
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
{
public:
protected:
private:
};
class Teacher : public Person
{
public:
protected:
private:
};
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2.1. 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 Teacher;
t1->eat(); // calls Teacher::eat();
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若想调用基类的 Eat()，须加上 类作用域操作符 ::
s1->Person::eat(); // calls Person::eat();
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2.2. 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
{
public:
protected:
private:
};
class CarB : public Car
{
public:
protected:
private:
};
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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
{
public:
... // no fly function is declared
};
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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 * car1 = new CarC;
car1->run(China); // calls Car::run!!
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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.
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 Car& destination) = 0;
};
void Car::run(const Car& destination)
{
// a pure virtual function default code for run a Car to the given destination
}
class CarA : public Car
{
public:
virtual void run(const Car& destination)
{
Car::run(destination);
}
};
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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
}
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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* p1 = &s1; // get pointer to s1
p1->name(); //call name() through pointer
Student* s2 = &s1; // get pointer to s1
s2->name(); // call name() through pointer
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如果在派生类中重新定义了继承自基类的成员函数 name :
class Student : public Person
{
public:
int name() const; // hides Person::name();
};
p1->name(); //call name() through pointer
s2->name(); // call name() through pointer
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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，p1被声明的是 Person* 类型的指针，则通过 p1调用的非虚函数都是基类中的，既使 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 p1被声明为 Person* 还是 Student* 类型，其调用的虚函数取决于p1实际指向的对象类型。
2.3.Override重写
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
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 left-value-qualified in Base, but right-value-qualified in Derived
void fun4() const;
};
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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 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:
void fun1() const override;
void fun2(int x) override;
void fun3() & override;
void fun4() const;
};
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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)
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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)
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：
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；
覆盖的方法的返回值必须和被覆盖的方法的返回一致；
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；
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。
三、Override实例
class PerSon
{
public:
PerSon() { };
~PerSon() { };
virtual void eat() const
{
};
virtual void say() const
{
};
virtual bool isValid() const
{
return false;
};
virtual int age() const
{
return 0;
};
virtual int classId() const
{
return 0;
};
void print();
};
class Student : public PerSon
{
public:
Student();
~Student();
void eat() const override;
void say() const override;
//void say() override; //无法通过编译，常量行不一致，并非重载
//无法通过编译：参数类型不一致，常量行不一致，非虚函数。且并非重载
int age() const override;
int classId() const override;
void print(); //不能加override，非虚函数不能重载
};
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无法通过编译：参数类型不一致，常量行不一致，非虚函数。且并非重载。
结论：
如果派生类里面是像重载虚函数 就加上关键字override 这样编译器可以辅助检查是不是正确重载，如果没加这个关键字 也没什么严重的error 只是少了编译器检查的安全性。
四、C++中重载(overload)与覆盖(override)
4.1. 重载(overload)
重载指的是函数具有的不同的参数列表，而函数名相同的函数。重载要求参数列表必须不同，比如参数的类型不同、参数的个数不同、参数的顺序不同。
如果仅仅是函数的返回值不同是没办法重载的，因为重载要求参数列表必须不同。
程序是根据参数列表来确定具体要调用哪个函数的
例子
void Fun(int a);
void Fun(double a);
void Fun(int a, int b);
void Fun(double a, int b);
//上面四个函数都可以构成函数重载
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int Fun(int a);
void Fun(int a);
//上面两个是无法构成函数重载的，参数列表必须不同
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4.2. 重写/覆盖(override)
覆盖是存在类中，子类重写从基类继承过来的函数。但是函数名、返回值、参数列表都必须和基类相同。
当子类的对象调用成员函数的时候，如果成员函数有被覆盖则调用子类中覆盖的版本，否则调用从基类继承过来的函数
如果子类覆盖的是基类的虚函数，可以用来实现多态。
当子类重新定义基类的虚函数之后，基类指针可以根据赋给它不同子类指针动态的调用子类中的虚函数，可以做到动态绑定，这就是多态。
子类覆盖基类函数的特征：
函数名相同、参数相同、返回值相同
如果基类函数是虚函数，子类覆盖虚函数可以实现多态
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4.3. 重载和覆盖的区别
重载要求函数名相同，但是参数列表必须不同，返回值可以相同也可以不同。
覆盖要求函数名、参数列表、返回值必须相同。
在类中重载是同一个类中不同成员函数之间的关系
在类中覆盖则是子类和基类之间不同成员函数之间的关系
重载函数的调用是根据参数列表来决定调用哪一个函数
覆盖函数的调用是根据对象类型的不同决定调用哪一个
在类中对成员函数重载是不能够实现多态
在子类中对基类虚函数的覆盖可以实现多态
实例
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
//class Base
class Base
{
public:
//基类Fun为重载函数
void Fun(int x)
{
cout << "Base::Func(int x)" << endl;
}
void Fun(double x)
{
cout<< "Base::Fun(double x)" << endl;
}
//基类虚函数
virtual void G(void)
{
cout<< "Base::G(void)" << endl;
}
};
//子类
class SubClass : public Base
{
public:
//隐藏基类的Fun函数
void Fun(int x)
{
cout << "SubClass::Fun(int x)" << endl;
}
void Fun(double x)
{
cout << "SubClass::Fun(double x)" << endl;
}
//覆盖基类虚函数
virtual void G(void)
{
cout << "SubClass::G(void)" << endl;
}
};
int main()
{
Base *base = new Base();
SubClass *subClass = new SubClass();
base = subClass; //基类指针指向子类对象
//测试函数调用
base->Fun(5);
base->Fun(5.00);
base->G();
return 0;
}
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运行结果：
Base::Func(int x)
Base::Fun(double x)
SubClass::G(void)
分析：
定义一个基类Base，基类内部有两个重载函数Fun()和一个虚函数G()
子类SubClass继承了基类Base，子类首先隐藏了基类的两个函数Fun并且覆盖了基类虚函数G;
如果基类函数是虚函数，那么子类重新定义就属于覆盖。
如果基类函数不是虚函数，那么子类重新定义属于隐藏基类函数
main函数内部，基类指针base指向子类对象指针subClass，然后调用三个函数
1> base->Fun(5) 输出“Base::Fun(int x)”说明调用的是基类的函数，可以看出通过基类指针并不能动态的调用子类覆盖基类的非虚函数
2> base->Fun(5.00) 和上面类似
3> base->G() 输出"SubClass::G(void)" 说明调用的是子类的函数G，可以看出通过基类指针可以动态的调用子类覆盖基类的虚函数
由此可见，多态的实现是通过子类覆盖基类的虚函数，利用基类指针指向不同的子类对象，在运行的时候动态的决定要调用哪个子类虚函数。
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