条款36：绝不重新定义继承而来的non-virtual函数

以一个例子来展开本条款阐述内容。假设class D是class B的派生类，class B中有一个public成员函数mf：

class B{
public:
    void mf();
    ……
};

class D: public B {……};

由一下方式调用

D x;
B* pB=&x;
pB->mf();
D* pD=&x;
pD->mf();

上面的两次调用函数mf得到的行为相同吗？虽然mf是个non-virtual函数，但是如果class D中有自己定义的mf版本，那就行为真的不同。

class D: public B {
public:
    void mf();//遮掩了B::mf。见条款33
……};
pB->mf();//调用B::mf
pD->mf();//调用D::mf）。

之所以行为不一致，是因为non-virtual函数是静态绑定的（statically bound，条款 37）。pB被声明为一个pointer-to-B，通过pB调用的non-virtual函数永远是B所定义的版本。但是virtual函数是动态绑定（dynamically bound，条款 37），所以virtual函数不受这个约束，即通过指针调用，实际调用的函数是指针真正指向对象的那个函数。

如果你打算在class D中重新定义继承自class B的non-virtual函数，D对象很可能会出现行为不一致行径。更明确一点，即任何一个D对象都可能表现出B或D的行为；决定因素不在对象自身，而在于“指向该对象之指针”当初声明类型。References也会展现出和指针一样难以理解的行径。

前面已经说过，public继承是is-a 关系（条款 32）。**条款**34说过，class内声明一个non-virtual函数会为该class建立一个不变性（invariant），它凌驾其特异性（specialization）。将这两个观点施行到class B和class D上以及non-virtual函数B::mf上，那么

• 适用于B对象的每一件事，也适用于D对象。（is-a 关系）
• B的derived classes一定会继承mf的接口和实现，因为mf是一个non-virtual函数。

现在在D中重新定义mf，就会有矛盾。1、如果D真的有必要重新实现mf（不同于B的），那么is-a 关系就不成立，因为每个D都是B不再为真；既然这样，就不应该以public形式继承。2、如果D必须以public方式继承B，且D有需求实现不同的mf，那么久不能反映出不变性凌驾特异性；既然这样就应该声明为virtual函数。3、如果每个D是一个B为真，且mf真的可以反映出不变性凌驾特异性的性质，那么D久不需要重新定义mf了。

不论上面那个观点，结论都相同：任何情况下都不应该重新定义一个基础而来的non-virtual函数。

在条款 7已经知道，base class内的析构函数应该是virtual；如果你违反了条款 7，你也就违反了本条款，因为析构函数每个class都有，即使你没有自己编写。

总结

• 绝对不要重新定义继承而来的non-virtual函数。

条款37：绝不要重新定义继承而来的缺省参数值

在继承中，只能继承两种函数：virtual和non-virtual。在条款 36中我们学到，不能重新定义一个继承而来的non-virtual函数。本条款讨论的是继承virtual函数问题，再具体一点：继承一个带有缺省参数值的virtual函数。

我们应该知道，virtual函数是动态绑定（dynamically bound），缺省参数值却是静态绑定（statically bound）。

对象的静态类型（static type）是它在程序中被声明时采用的类型，例如

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;//不同缺省参数值，很糟糕
    ……
};
class Circle: public Shape{
public:
    virtual void draw(ShapeColor color) const;
    /*客户调用上面函数时，如果使用对象调用，必须指定参数值，因为静态绑定下这个函数不从base继承缺省值。*/
    /*如果使用指针或引用调用，可以不指定缺省参数值，动态绑定会从base继承缺省参数值*/
    ……
};

这个继承很简单。现在这样使用

Shape* ps;
Shape* pc=new Circle;
Shape* pr=new Rectangle;

这些指针类型都是pointer-to-Shape类型，都是静态类型Shape*。对象的动态类型是指“目前所指对象类型”。动态类型可以表现出一个对象将会有什么行为。pc动态类型是Circle*，pr动态类型是Rectangle*，ps没有动态类型（它没有指向任何对象）。动态类型可以在执行过程中改变，重新赋值可以改变动态类型。

virtual函数是动态绑定的，调用哪一份函数实现的代码，取决于调用的那个对象的动态类型。

pc->draw(Shape::Red);
pr->draw(Shape::Red);

这样调用无可非议，都带有参数值。但是如果不带参数值呢

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

上面调用中，pr动态类型是Rectangle*，所以调用Rectangle的virtual函数。Rectangle::draw函数缺省值是GREEN，但是pr是静态类型Shape*，所以这个调用的缺省参数值来自Shape class，不是Rectangle class。这次调用两个函数各出了一半的力。

C++之所以使用这么怪异的运作方式，是因为效率问题。如果缺省参数值动态绑定，编译器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“在编译器决定”的机制更慢且更复杂。为了执行速度和编译器实现上的简易度，C++做了这样的取舍。

我们尝试遵守这个规则，给base class和derived class提供相同参数值

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=Red) const;
    ……
};

这样问题又来了，代码重复且带着相依性（with dependencies）：如果Shape内缺省参数值改变了，那么derived classes的缺省参数值也要改变，否则就会导致重复定义一个继承而来的缺省参数值。

当时如果的确需要derived classes的缺省参数值，那么就需要替代方法。条款 35列出了一些virtual函数的替代方法，例如NVI手法：

class Shape{
public:
    enum ShapeColor{ Red, Green, Blue};
    void draw(ShapeColor=Red) const
    {
        doDraw(color);
    }
    ……
private:
    virtual void doDraw(ShapeColor color) const=0;//真正在这里完成工作
};
class Rectangle: public Shape{
public:
    ……
private:
    virtual void draw(ShapeColor color) const;
    ……
};

因为non-virtual函数不会被derived覆写（条款 36），这个设计很清楚的使得draw函数的color缺省参数值总是Red。

总结

• 不要重新定义一个继承而来的缺省参数值，因为缺省参数值是静态绑定，而virtual函数（你唯一应该覆写的东西）是动态绑定。