继承中成员函数名字查找

2017-05-27

继承中类成员的名字查找

要理解继承中成员函数的调用过程首先我们必须先了解一些概念

静态类型 : 静态类型是指在编译是已知的的，是变量声明时的类型或表达式生成的类型
动态类型 : 动态类型则是变量或表达式表示的内存中的对象的类型，动态类型直到运行时才可知
继承中的类作用域 : 每个类定义自己的作用域，派生类的作用域嵌套在其基类的作用域之中

接下来正式介绍其中的函数调用中的名字查找

假定我们调用p类的成员函数mem(), 分为以下4步：

首先确定p的静态类型
在其静态类型中查找mem，如果过找不到，则依次在其直接基类中查找直至继承链的顶端，如果找不到则是编译错误
一旦找到了，进行常规的类型检查（检查参数的个数，类型等）用于确认调用合法
假如调用合法，在根据调用的是否是虚函数产生不同的代码
- 如果mem()是虚函数，而且是通过指针或引用调用的，则根据动态类型在运行时决定调用哪个版本的虚函数
- 如果不是虚函数，或者是由对象直接调用，则直接就是常规的函数调用

值得一提的是第二步与第三步之间体现出的思想——-名字查找先于类型检查，这很好的解释了子类对其基类函数的隐藏

class Base()
  {
    void f();
  }
class Derive() : public Base
  {
    void f(int);
  }
int main()
  {
     Derive D;
     Base* bp = &D;
     Derive* dp = &D；
     bp->f();//正确调用Base::f()
	 bp->f(1);//编译出错，虽然其动态类型中Derive 有f(int) 但是函数名字查找是从静态类型开始的，而f(int)在基类Base中不存在;
	 dp->f();//错误，看似正确因基类中有f()这个函数，但是由于名字查找先于类型检查，编译器由静态类型开始查找在Derive作用域中找到了f名字的函数就停止名字查找了，然后就进行类型检查所以就出错了
  	 dp->f(1);//正确调用
  }
//这时可以通过在派生类中的采用using f，来将基类作用域中的f函数（包括所有重载版本）引入派生类的作用域中可以让其成功调用;

继承类型

在继承体系分为3种函数：

non virtual 非虚函数
virtual 虚函数
pure virtual 纯虚函数

这三种函数对应不同的继承类型，继承接口，继承实现

其中非虚函数要求其子类继承接口和强制继承其实现（要求不要重写，以公有继承为例，重写违背了is-a 的要求）

虚函数要求其子类继承接口和一份默认实现（子类可以选择自由选择是否重写）

纯虚函数要求函数继承接口（要求子类种一定要有该函数和一份自己的实现）

//举一个<<effective c++>>中的一个例子
AirPlane {
    virtual void fly()
    {...}
}
ModelB : public AirPlane {}
ModelB b
AirPlane* a = b;
b->fly();

上面的例子fly（）是一个虚函数，ModelB中是并没由写fly（）函数，继承了一份默认的实现，但是该代码可以顺利通过编译，可以调用基类中的fly(), 这是不合逻辑的。我们可以通过将基类fly函数定义为纯虚函数来在编译的时候就发现该错误。

AirPlane
  {
    virtual void fly() = delete;
  }
ModelB : public AirPlane
{}
ModelB b;
AirPlane* a = b;
b->fly();//编译出错 ' error: use of deleted function 'virtual void AirPlane::fly()''

分析一下两份代码的成员函数调用：

都是查找到了基类中的fly函数，由于第二份声明为纯虚函数在尝试调用是发生了编译错误.