Язык программирования C++. Пятое издание

Теперь можно разобраться, почему у виртуальных функций должен быть одинаковый список параметров в базовом и производном классах (см. раздел 15.3). Если функции-члены в базовом и производном классах будут получать разные аргументы, не будет никакого способа вызвать версию производного класса через ссылку или указатель на базовый. Например:

class Base {

public:

 virtual int fcn();

};

class D1 : public Base {

public:

 // скрывает fcn() в базовом; функция fcn() не виртуальна

 // D1 наследует определение из Base::fcn()

 int fcn(int);      // список параметров fcn() в Base другой

 virtual void f2(); // новая виртуальная функция,

                    // не существующая в Base

};

class D2 : public D1 {

public:

 int fcn(int); // невиртуальная функция скрывает D1::fcn(int)

 int fcn();    // переопределяет виртуальную функцию fcn() из Base

 void f2();    // переопределяет виртуальную функцию f2() из D1

};

Функция fcn() в классе D1 не переопределяет виртуальную функцию fcn() из класса Base, поскольку у них разные списки параметров. Вместо этого она скрывает функцию fcn() из базового класса. Фактически у класса D1 есть две функции по имени fcn(): класс D1 унаследовал виртуальную функцию fcn() от класса Base, а также определяет собственную невиртуальную функцию-член по имени fcn(), получающую параметр типа int.

Вызов скрытой виртуальной функции через базовый класс

С учетом классов, описанных выше, рассмотрим несколько разных способов вызова этих функций:

Base bobj; D1 d1obj; D2 d2obj;

Base *bp1 = &bobj, *bp2 = &d1obj, *bp3 = &d2obj

bp1->fcn(); // виртуальный вызов Base::fcn() во время выполнения

bp2->fcn(); // виртуальный вызов Base::fcn() во время выполнения

bp3->fcn(); // виртуальный вызов D2::fcn() во время выполнения

D1 *d1p = &d1obj D2 *d2p = &d2obj

bp2->f2(); // ошибка: Base не имеет члена по имени f2()

d1p->f2(); // виртуальный вызов D1::f2() во время выполнения

d2p->f2(); // виртуальный вызов D2::f2() во время выполнения

Все три первых вызова сделаны через указатели на базовый класс. Поскольку функция fcn() является виртуальной, компилятор создает код, способный во время выполнения решить, какую версию вызвать.

Это решение будет принято на основании фактического типа объекта, с которым связан указатель. В случае указателя bp2 основной объект имеет тип D1. Этот класс не переопределит функцию fcn() без параметров. Таким образом, вызов через указатель bp2 распознается (во время выполнения) как версия, определенная в классе Base.

Следующие три вызова осуществляются через указатели с отличными типами. Каждый указатель указывает на один из типов в этой иерархии. Первый вызов некорректен, так как в классе Base нет функции f2(). Тот факт, что указатель случайно указывает на производный объект, является несущественным.

И наконец, рассмотрим вызовы невиртуальной функции fcn(int):

Base *p1 = &d2obj D1 *p2 = &d2obj D2 *p3 = &d2obj

p1->fcn(42); // ошибка: Base не имеет версии fcn(), получающей int

p2->fcn(42); // статическое связывание, вызов D1::fcn(int)

p3->fcn(42); // статическое связывание, вызов D2::fcn(int)

В каждом вызове указатель случайно указывает на объект типа D2. Но динамический тип не имеет значения, когда происходит вызов невиртуальной функции. Вызываемая версия зависит только от статического типа указателя.

Переопределение перегруженных функций

Подобно любой другой функции, функция-член (виртуальная или нет) может быть перегружена. Производный класс способен переопределить любое количество экземпляров перегруженных функций, которые он унаследовал. Если производный класс желает сделать все перегруженные версии доступными через свой тип, то он должен переопределить их все или ни одну из них.