C++-关键字：override（重写）

落日映苍穹つ 2023-09-25 12:58 17阅读 0赞

## 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。

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:
    };

### 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();

若想调用基类的 Eat()，须加上 类作用域操作符 `::`

s1->Person::eat();    // calls Person::eat();

### 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:
    };

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
    };

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!!

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.

1.  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);
        	}
        
        };
    
    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
        }
2.  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”。

### 3、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

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

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。

## 三、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;   
    	
    };

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。***

1.  公有继承
    
    1.  纯虚函数 => 继承的是：接口 (interface)
    2.  普通虚函数 => 继承的是：接口 + 缺省实现 (default implementation)
    3.  非虚成员函数 =>继承的是：接口 + 强制实现 (mandatory implementation)　
2.  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)
3.  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。

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[Java 重写(Override)与重载(Overload)\_w3cschool][Java _Override_Overload_w3cschool]

[C_-_override_H_-CSDN_c_ override]: https://blog.csdn.net/qq_42542471/article/details/124659190
[C_C_ overload overwrite override -]: https://www.jianshu.com/p/79db1a6914e9
[Java _Override_Overload_w3cschool]: https://www.w3cschool.cn/java/java-override-overload.html