[23] 繼承 — 你所不知道的 · C++ FAQ Lite

# [23] 繼承 — 你所不知道的 ## FAQs in section [23]: * [23.1] 基類的非虛函數調用虛函數可以嗎？ * [23.2] 上面那個FAQ讓我糊涂了。那是使用虛函數的另一種策略嗎？ * [23.3] 當基類構造函數調用虛函數時，為什么不調用派生類重寫的該虛函數？ * [23.4] 派生類可以重置（“覆蓋”）基類的非虛函數嗎？ * [23.5] “`Warning:?Derived::f(float)?hides?Base::f(int)”`是什么意思？ * [23.6] "virtual table" is an unresolved external 是什么意思？ ## 23.1 基類的非虛函數調用虛函數可以嗎？可以。有時（_并非總是!_）這是一個好主意。例如，假設所有`Shape`（圖形）對象有一個公共的打印算法。但這個算法依賴于它們的面積并且它們都有不同的方法來計算面積。在這種情況下，`Shape`的`area()`方法（譯注：得到`Shape`面積的成員函數）必須是virtual的（可能是純虛(pure-virtual)的），但`Shape::print()`可以在`Shape`中被定義為非虛(non-virtual)的，前提是所有派生類不會需要不同的打印算法。 ``` ?#include?"Shape.hpp" ?void?Shape::print()?const ?{ ?????float?a?=?this->area();??//?area()?為純虛 //?... ?} ``` ## 23.2 上面那個FAQ讓我糊涂了。那是使用虛函數的另一種策略嗎？是的，那是不同的策略。是的，那的確是使用虛函數的兩種不同的基本方法： 1. 假設你遇到了上一個FAQ所描述的情況：每一個派生類都有一個結構完全一樣，只有一小塊不同的方法。因此算法是相同的，但實質不相同。在這種情況下，你最好在基類寫一個全面的算法作為`public:`方法（有時是非虛的），然后在派生類中寫那不同的一小塊。這一小塊在基類中聲明（通常是`protected:`的，純虛的，當然至少是`virtual`的），并且最終在每個派生類中被定義。這種情況下最緊要的問題是包含全面的算法的`public:`方法是否應該是`virtual`的。答案是，如果你認為某些派生類可能需要覆蓋它，就讓它成為`virtual`的。 2. 假設你遇到了上一個FAQ完全相反的情況，每一個派生類都有一個結構完全不同，但有一小塊的大多數（如果不是全部的話）相同的方法。在這種情況下，你最好將全面的算法放在最終在派生類中定義的`public:` `virtual`之中，并且將一小塊可以被只寫一次的公共代碼（避免代碼重復）隱藏在某處（任何地方！）。一般放在基類的`protected:`部分，但不是必須的，也可能不是最好的。找個地方隱藏它們就行了。注意，由于`public:`用戶不需要/不想做它們做的事情，如果在基類中隱藏它們，通常應該使它們是`protected:`的。假定它們是`protected:`的，那么可能不應該是`virtual`的：如果派生類不喜歡它們之一的行為，可以不必調用這個方法。強調一下，以上列表中的是“既/又”情況，而不是“二者選一”的。換句話說，在任何給定的類上，不必在兩種策略中選擇。既有一個符合策略 #1 的方法`f()`，又有一個符合策略 #2 的方法`g()`是非常正常的。換句話說，在同一個類中，有兩種策略同時工作是非常正常的。 ## 23.3 當基類構造函數調用虛函數時，為什么不調用派生類重寫的該虛函數？當基類被構造時，對象還不是一個派生類的對象，所以如果?`Base::Base()`調用了虛函數 `virt()`，則?`Base::virt()`?將被調用，即使?`Derived::virt()`（譯注：即派生類重寫的虛函數）存在。同樣，當基類被析構時，對象已經不再是一個派生類對象了，所以如果?`Base::~Base()`調用了`virt()`，則?`Base::virt()`得到控制權，而不是重寫的?`Derived::virt()` 。當你可以想象到如果?`Derived::virt()`?涉及到派生類的某個成員對象將造成的災難的時候，你很快就能看到這種方法的明智。詳細來說，如果?`Base::Base()`調用了虛函數?`virt()`，這個規則使得?`Base::virt()`被調用。如果不按照這個規則，`Derived::virt()`將在派生對象的派生部分被構造之前被調用，此時屬于派生對象的派生部分的某個成員對象還沒有被構造，而?`Derived::virt()`卻能夠訪問它。這將是災難。 ## 23.4 派生類可以重置（“覆蓋”）基類的非虛函數嗎？合法但不合理。有經驗的?C++?程序員有時會重新定義非虛函數（例如，派生類的實現可能可以更有效地利用派生類的資源），或者為了回避隱藏規則。即使非虛函數的指派基于指針/引用的靜態類型而不是指針/引用所指對象的動態類型，但其客戶可見性必須是一致的。 ## 23.5 “`Warning:?Derived::f(float)?hides?Base::f(int)`”?是什么意思？意思是：你要完蛋了。你所處的困境是：如果基類聲明了一個成員函數`f(int)`，并且派生類聲明了一個成員函數?`f(float)`（名稱相同，但參數類型和/或數量不同），那么?`Base`?的?`f(int)`被隱藏（hidden）而不是被重載（overloaded）或被重寫（overridden）（即使?基類的`f(int)`是虛擬的）以下是你如何擺脫困境：派生類必須有一個被隱藏成員函數的`using`?聲明，例如： ``` ?class?Base?{ ?public: ???void?f(int); ?}; ?class?Derived?:?public?Base?{ ?public: ???using?Base::f;????//?This?un-hides?Base::f(int) ???void?f(double); ?}; ``` 如果你的編譯器不支持`using`語法，那么就重新定義基類的被隱藏的成員函數，即使它們是非虛的。一般來說這種重定義只不過使用`::`語法調用了基類被隱藏的成員函數，如， ``` ?class?Derived?:?public?Base?{ ?public: ???void?f(double); ???void?f(int?i)?{?Base::f(i);?}??//?The?redefinition?merely?calls?Base::f(int) ?}; ``` ## 23.6? "virtual table" is an unresolved external 是什么意思？如果你得到一個連接錯誤"`Error:?Unresolved?or?undefined?symbols?detected:?virtual?table?for?class?Fred`"，那么可能是你在?`Fred`?類中有一個未定義的虛成員函數。編譯器通常會為含有虛函數的類創建一個稱為“虛函數表”的不可思議的數據結構（這就是它如何處理動態綁定的）。通常你根本不必知道它。但如果你忘了為`Fred`?類定義一個虛函數，則有時會得到這個連接錯誤。許多編譯器將這個不可思議的“虛函數表”放進定義類的第一個非內聯虛函數的編輯單元中。因此如果?`Fred`?類的第一個非內聯虛函數是?`wilma()`，那么編譯器會將?`Fred`?的虛函數表放在?`Fred::wilma()`?所在的編輯單元里。不幸的是如果你意外的忘了定義?`Fred::wilma()`，那么你會得到一個"`Fred`'s virtual table is undefined"（`Fred`的虛函數表未定義）的錯誤而不是“`Fred::wilma()` is undefined”（`Fred::wilma()`未定義）。