只谈C++11新特性 - 显式虚函数重写

显式虚函数重写

背景说明

在 C++11 之前，C++ 的虚函数机制虽然非常强大，但也带来了一些潜在问题。特别是对于大型代码库，当派生类需要重写基类的虚函数时，可能会因为疏忽而引入错误：

1. 拼写错误：如果派生类的函数签名不完全匹配基类的虚函数签名，那么派生类的函数并不会覆盖基类的虚函数，而是会被认为是新的成员函数。

2. 基类修改：如果基类修改了虚函数的签名（比如更改了参数类型或数量），派生类中的相应函数将不再覆盖基类的虚函数，但编译器不会发出警告或错误。

这些问题很难被发现，尤其是在运行时表现为未预期的行为时，调试成本极高。

问题示例

以下是一个 C++98 的代码示例，展示了问题的来源：

#include <iostream>class Base {
public:virtual void display() {std::cout << "Base display" << std::endl;}
};class Derived : public Base {
public:// 错误的函数签名 (多了一个参数)virtual void display(int value) {std::cout << "Derived display: " << value << std::endl;}
};int main() {Base* obj = new Derived();obj->display(); // 调用的是 Base::display，而不是 Derived::displaydelete obj;return 0;
}

在上述代码中，由于 Derived::display 的签名与 Base::display 不匹配，派生类的 display 实际上是一个全新的函数，并没有覆盖基类的 display 函数。这种错误不会在编译时被发现。

C++11 的解决方案

为了彻底解决上述问题，C++11 引入了 override 关键字。通过显式地标记虚函数重写行为，开发者可以告诉编译器：这个函数是用来重写基类虚函数的。如果基类中没有对应的虚函数或签名不匹配，编译器会报错。

语法

virtual 函数声明或定义 override;

改进后的示例

以下是使用 C++11 的 override 关键字改写的代码：

#include <iostream>class Base {
public:virtual void display() {std::cout << "Base display" << std::endl;}
};class Derived : public Base {
public:virtual void display() override { // 必须与基类完全匹配std::cout << "Derived display" << std::endl;}
};int main() {Base* obj = new Derived();obj->display(); // 正确调用 Derived::displaydelete obj;return 0;
}

编译器行为

• 如果基类中不存在与 Derived::display 签名完全匹配的虚函数，编译器将会报错：

error: 'display' marked 'override' but does not override any member functions

引入 override 的优势

1. 防止拼写错误：在派生类中，当函数签名与基类虚函数不匹配时，编译器可以立即报告错误。
2. 增强代码可读性：使用 override 明确表示该函数是用来重写基类虚函数的，帮助其他开发者更快理解代码意图。
3. 减少维护成本：基类修改虚函数签名后，派生类中未更新的重写函数会在编译阶段被捕获，避免潜在的运行时错误。

总结

C++11 引入的 override 关键字是一个简单但非常有用的功能，它使虚函数的重写变得更加安全和高效。在日常开发中，建议养成使用 override 的习惯，这不仅可以避免常见错误，还能提升代码的可维护性。