覆載(Override)、隱藏(Hiding)、與多載(Overloading)

覆載(Override)

配合繼承架構，衍生類別的虛擬函式可以取代基礎類別的同名虛擬函式，運用多型指標時虛擬函式呼叫可以動態地繫結 (bind) 到該物件的虛擬函式上，例如：

class Base { public: virtual void service() {} }; class Derived: public Base { public: void service() {} }; void main() { Derived dObj; Base *bPtr = &dObj; bPtr->service(); }

多載(Overloading)

在同一個命名區間 (name space) 中兩個函式有同樣的名稱但是具有不同的參數個數或是參數型態的稱為多載函式，例如：

class Base { public: virtual void service() {} virtual void service(int x) {} }; void main() { Base bObj; bObj.service(); bObj.service(10); }

上例中兩個函式可以是虛擬函式或是一般的函式，

注意：

不同的類別 (包括繼承時的父類別及子類別) 是不同的 name space，父類別與子類別之間的函式沒有 overload 的關係。

隱藏(Hiding)

在繼承架構中，衍生類別的界面除了自己定義的界面之外、還包括所有基礎類別裡所定義的界面，但是當衍生類別中定義一個和基礎類別中同名的函式時，基礎類別中那個同名的函式 (不管它的參數是不是一樣) 就會被隱藏起來，透過衍生類別的指標或是物件參考都沒有辦法直接呼叫到，例如：

class Base { public: virtual void service() {} }; class Derived: public Base { public: virtual void service(int) {} }; void main() { Derived dObj; Derived *dPtr = &dObj; Base *bPtr = &dObj; dObj.service(10); dObj.service(); // compile time error, hiding dObj.Base::service(); // OK dPtr->service(10); dPtr->service(); // compile time error, hiding dPtr->Base::service(); // OK bPtr->service(); // OK bPtr->service(10); // compile time error }

注意：

hiding 的現象和是否為虛擬函式，函式的存取權限，或是函式的參數都沒有關係，只要衍生類別有一個同名的函式，所有基礎類別內的同名函式都不再能直接使用。
JAVA 中沒有提供 hiding 的功能，類別樹不同類別的所有的成員函式都可以自由地互相 overload
為什麼 C++ 要制定這樣子的 hiding 法則呢? 這樣子不是很困擾嗎? 我們用下面的例子來說明：
如果沒有 hiding rule 的話， s = c; 就是一個完全合法的敘述，並且呼叫到 Shape& Shape::operator=(Shape&) 函式，如此將一個 Circle 物件拷貝為 Square 物件，顯然是不正常的。
相反的，下面的 Java 程式是完全合乎 Java 語法的，請注意一個 Circle 物件可以直接拷貝為 Square 物件：

多型

靜態多型：函式/運算多載 (overloading)，以靜態繫結的方式完成
動態多型：函式覆載，以動態繫結的方式完成

上述兩者的目的都是希望讓程式設計者可以用高階、抽象的方法來使用不同的程式碼，例如: x + y，讓編譯器自己根據 x 與 y 的型態來決定該如何完成 x + y 的動作，或是例如： bPtr->service()，讓虛擬函式表格中的函式指標在程式執行時自動選擇正確的函式來呼叫，如此程式設計的彈性加大，擴充的能力加強，有較好的程式碼重用 (reuse) 架構。

注意：

物件導向的程式中物件與物件最主要的溝通方法就是傳遞訊息，在程式中藉由類似 bObj.service() 或是 bPtr->service() 來傳遞訊息，產生需求/訊息/事件的一端是客戶端，提供服務的物件是伺服物件，客戶物件與伺服物件可以藉由上述的函式呼叫與繫結的機制來提供服務，也可以透過其它機制來實作，例如視窗系統中的回呼函式 (callback function)，或是系統中的中斷服務程式等等。
多型指標可以動態繫結到正確的函式，但是對於 bPtr++ bPtr-1 這種指標運算來說則一定會發生錯誤， C++ 規定 operator++() 必須要是類別的成員，不能定義為全域函式，同時必須是類別成員函式才能是虛擬函式。

C++ 中允許靜態繫結的好處

C++ 的類別中可以有虛擬的成員函式以及一般的成員函式，虛擬的成員函式如果配合基礎類別的多型指標/參考來使用的話，可以展現動態多型的特性，使得程式維持較多的彈性，但是許多類別並不需要繼承的架構，甚至虛擬的成員函式如果配合 inline、或是一般的物件參考來使用的話，編譯器可以靜態繫結來完成，如此效率會比較高，至於一般的成員函式則一律藉由靜態繫結來呼叫。

注意：在 Java 語言中所有的成員函式都是以動態繫結的方式來呼叫的。

請不要多載 (overload) 虛擬函式

在繼承架構中如果多載一個虛擬函式的話，會導致所有的衍生類別中都需要 override 所有的虛擬函式，例如：

class PoorBase { public: virtual void f(int x) {} // f is overloaded virutal functions virtual void f(float x) {} }; class PoorDerived: public PoorBase // PoorBase::f(float) is hidden { public: virtual void f(int x) {} }; class ModifiedDerived: public PoorBase { public: virtual void f(int x) {} virtual void f(float x) { PoorBase::f(x); } }; class BetterBase { public: void f(int x) { f_i(x); } void f(float x) { f_f(x); } protected: virtual void f_i(int x) {} virtual void f_f(float x) {} }; class BetterDerived: public BetterBase { protected: virtual void f_i(int x) {} // override BetterBase::f_i(int) }; void main() { PoorDerived pd; pd.f(1.5f); // PoorDerived::f(int) called, (int) coersion applied ModifiedDerived md; md.f(1.5f); // ModifiedDerived::f(float) called BetterDerived d; BetterBase *bp = &d; bp->f(15); // BetterDerived::f_i(int) called bp->f(1.5f); // BetterBase::f_f(float) called }

回 C++ 程式設計課程首頁

製作日期: 05/15/2001 by 丁培毅 (Pei-yih Ting)
E-mail: pyting@cs.ntou.edu.tw TEL: 02 24622192x6615
海洋大學理工學院資訊科學系