C++ Override 关键字

override 关键字 在 C++ 中至关重要，可以确保代码的正确性和可维护性，特别是在面向对象编程和多态性方面。它是一个 C++11（及更高版本）的特性，允许你明确声明派生类成员函数旨在覆盖基类中指定的虚函数。这个关键字提高了代码的可读性，可以在编译时检测潜在问题，并有助于实现变量绑定和运行时多态的好处。

多态性的基础

在深入探讨 override 关键字之前，我们先回顾一下 C++ 中多态性的基本概念。多态性是面向对象编程 (OOP) 的一个关键概念，因为它允许将不同类的对象视为同一基类的对象。它允许你编写更通用的代码，与各种派生类的对象进行交互，而无需在编译时知道它们的具体类型。

C++ 中的多态性通常通过虚函数和继承来实现。虚函数是在基类中使用 virtual 关键字定义的成员函数。它允许动态绑定，即根据实际对象的类型在运行时确定正确的函数实现。

示例

输出

Cat! Cat

说明

在这个例子中，我们有一个基类 Animals，它有一个虚函数 makeSounds()。派生类 Dog 覆盖了这个函数以提供自己的实现。在 main 方法 中，我们创建了一个 Dog 对象，并使用 Animal* 指针调用 makeSound() 函数。由于动态绑定，Dog 中的必要实现会在运行时确定。

Override 关键字

override 关键字 在 C++11 中引入，用于提高多态代码的安全性和可读性。它的主要作用是明确声明派生类函数覆盖了基类中的虚函数。

明确意图： 使用 override，我们明确地告诉编译器以及任何阅读代码的人，该函数是否旨在覆盖基类的虚函数。这减少了函数签名意外不匹配的可能性，从而可能导致难以调试的细微错误。

编译时检查： 当你使用 override 时，编译器会检查基类中是否存在具有相同名称和签名的虚函数。如果没有，将生成编译错误，这可以防止由于意外的函数名称或参数更改而导致的运行时问题。

考虑这个例子

在 Dog 类 中，函数名称存在一个拼写错误。如果没有 override，这个错误将不会被报告，可能会导致意外的行为。然而，有了 override，编译器会在编译时检测到这个问题。

维护和重构： 在处理具有多个继承级别的庞大代码库时，跟踪被覆盖的方法可能很困难。override 关键字可以充当记录，使代码更容易理解和维护。如果我们必须修改基类的虚函数签名，编译器将通知我们需要更新的所有派生类。

常见错误和最佳实践

虽然 override 关键字是一个强大的工具，但正确使用它至关重要，并且你需要注意一些潜在的陷阱。

正确签名： 确保派生类中的覆盖函数与基类中的虚函数具有相同的名称、返回类型和参数列表。即使是细微的差异也可能导致编译问题或不可预测的运行时行为。

继承链： 如果我们有类层次结构，请确保每个级别都正确使用 override 来覆盖基类的虚函数。这确保了所需的行为在整个继承链中得以保留。

final 关键字： 除了 override，C++ 还包含 final 关键字。我们可以使用 final 来指示基类中的虚函数不应该在派生类中进一步被覆盖。这对于设计限制或优化设计非常重要。

一致使用 override： 在整个代码库中一致地使用 override 关键字，以最大限度地发挥其优势。即使在旧代码中编译器不强制要求，也不要省略它。使用 override，可以清楚地说明这样做的原因，这对我们和其他代码贡献者都有益。

示例

输出

The bird flies with wings.

说明

结果是 “孔雀扇动翅膀飞翔”，因为 Peacock 派生类中使用的代码覆盖了 fly 基类中的一个虚函数。

此派生函数内的 override 标识符告诉编译器，此函数覆盖了具有相似名称和参数的函数。

使用 override 关键字的优点

Override 关键字有许多优点。Override 关键字的一些主要优点如下：

编译时检查 - 使用 override 关键字，编译器可以检测派生类中的函数是否覆盖了基类中的虚函数代码实现。这有助于程序员编写无错误的代码，并在编译时而不是运行时识别 bug。

可维护性 - 如果基类的虚函数在未来版本中发生更改，我们可以使用此标识符来修改所有覆盖此方法的派生类，从而有助于维护大型代码库。

可读性 - 如果我们的代码中有适当的标识符来指示函数是否覆盖了虚函数，那么在同一代码库上工作的不同开发人员会发现代码更加清晰易懂。

使用 override 关键字的缺点

Override 关键字有几个缺点。Override 关键字的一些主要缺点如下：

混淆和错误 - 如果基类中的被覆盖方法发生更改，派生类中的被覆盖方法可能无法按预期工作。例如，如果基类方法引发异常，派生类方法可能无法处理它。

可维护性降低 - 当有大量被覆盖的方法时，很难跟踪哪些方法被覆盖以及它们的实现方式。因此，代码对个人来说难以理解和维护。

性能降低 - 覆盖方法可能会导致额外的函数调用，从而降低性能。这是因为派生类中的被覆盖方法必须先调用基类方法，然后再执行其代码。

灵活性降低 - 覆盖的方法不能在其他类中重用。这是因为派生类中的被覆盖方法对于派生类来说是唯一的。