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绝不重新定义继承而来的缺省参数值

2013年05月31日 ⁄ 综合 ⁄ 共 2228字 ⁄ 字号 评论关闭

   重新定义一个继承而来的non-virtual函数永远都是错误的,本条款的讨论限制在“带有缺省参数的virtual函数”。

virtual函数是动态绑定的,而缺省参数却是静态绑定。对象的所谓静态类型,是它在程序中被声明时所采用的类型

#include
"StdAfx.h"

#include
<iostream>

using namespace std;

class Shape {

public:

enum ShapeColor {Red, Green, Blue};

virtual
void
draw(ShapeColor color = Red) const = 0;

};

class Rectangle :
public
Shape {

public:

virtual
void
draw(ShapeColor color = Green) const

{

cout<<"Rectanglewith default color Green"<<"and the current "<<color<<endl;

}

};

class Circle:
public
Shape {

public:

virtual
void
draw(ShapeColor color) const

{

cout<<"Circlewith uncertain Color"<<" andthe current "<<color<<endl;

}

};

Shape* ps; //静态类型是Shape*

Shape* pc = new Circle; //静态类型是Shape*

Shape* pr = new Rectangle; //静态类型是Shape*

pspcpr不论这些指针指向什么,它们的静态类型都是Shape*

对象的所谓动态类型则是指目前所指对象的类型。可以在程序执行过程中改变virtual函数系动态绑定而来,意思是调用一个virtual函数时,究竟调用哪一份函数实现代码,取决于发出调用的那个对象的动态类型:

pc->draw(Shape::Blue); //调用Circle::draw

pr->draw(Shape::Blue); //调用Circle::draw

考虑带有缺省参数的virtual函数时,因为virtual函数是动态绑定的,而缺省参数是静态绑定的。意思是你可能在“调用一个定义于derived
class
内的virtual函数”的同时,却使用base
class
为他所指定的缺省参数值

pr->draw(); //调用Rectangle::draw(Shape::Red)!

pr的动态类型是Rectangle*,所以调用的是Rectanglevirtual函数。Rectangle::draw函数的缺省参数应该是Green,但由于pr的静态类型是Shape*,所以调用的缺省参数值来自Shape
class
而非Rectangle class

即使把指针换成reference,问题仍然存在。

为什么c++坚持以这种乖张的方式来运作呢?答案在于运行期效率。如果缺省参数是动态绑定的,编译器就必须有某种办法在运行期为virtual函数决定适当的参数缺省值。这比目前实行的在编译期决定的机制更慢并且复杂。为了程序的执行速度和编译器实现上的简易度,c++做了这样的取舍,其结果就是你如今享受的执行效率。

如果你遵守这条规则,并且同时提供缺省参数值给basederived
classes
的用户,又会发生什么呢?

classShape {
public:
enum ShapeColor {Red, Green, Blue};
virtual void draw(ShapeColor color =
Red
) const = 0;
};

classRectangle : public Shape {
public:
virtual void draw(ShapeColor color =
Red
) const;
};

代码重复。更糟的是,又带有相依性;如果Shape内的缺省参数值改变了,所有重复给定缺省参数值的那些derived
classes
也必须改变,否则它们最终导致重复定义一个继承而来的缺省参数值

怎么办?

当你想令virtual函数表现你所想要的行为却遭遇麻烦,聪明的做法是考虑替代设计。条款35。其中之一就是NVI手法:

base class内的一个public non-virtual函数调用一个private
virtual
函数,后者可被derived classes重新定义。这里我们可以让non-virtual函数指定缺省参数,而private
virtual
函数负责真正的工作:

class Shape {
public:
enum ShapeColor {Red, Green, Blue};
void draw
(ShapeColor color = Red) const
{
doDraw(color);
}
private:
virtual void doDraw(ShapeColor color)const = 0;
};

class Rectangle : public Shape {
public:
private:
virtual void
doDraw(ShapeColor color) const;//
不需指定缺省参数
};

由于non-virtual函数应该绝对不被derived classes覆写(条款36),这个设计很清楚的使draw函数的color缺省参数值总为Red

 

请记住:

绝对不要重新定义一个继承而来的缺省参数值,因为缺省参数值都是静态绑定,而virtual函数-你唯一应该覆写的东西-却是动态绑定。

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