前言
- 在条款36介绍过，在继承体系中，派生类最好只重写覆盖virtual函数，而不要去隐藏基类的non-virtual函数
- 因此，本条款要介绍的“不要重新定义继承而来的缺省参数值”，是针对于virtual函数而言的
- 一个重要的概念：virtual函数是动态绑定的，而virtual函数的缺省参数值却是静态绑定的
一、静态类型、动态类型
-
静态类型：在被声明时所采用的的类型
-
动态类型：目前所知对象的类型
演示案例
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 = 0;
};
class Circle :public Shape {
public:
virtual void draw(ShapeColor color)const = 0;
};
- 现在我们定义下面的代码，它们都被声明为pinter-to-Shpae类型，因此它们不论它们指向什么，静态类型都是Shape*：
Shape* ps; //静态类型为Shape*
Shape* pc = new Circle; //静态类型为Shape*
Shape* pr = new Rectangle; //静态类型为Shape*
Shape* ps;
Shape* pc = new Circle;
Shape* pr = new Rectangle;
ps = pc; //ps的动态类型如今是Circle*
ps = pr; //ps的动态类型如今是Rectangle*
- 根据语法我们知道，对于virtual函数的调用，是根据其动态类型决定的。例如：
Shape* ps;
Shape* pc = new Circle;
Shape* pr = new Rectangle;
pc->draw(Shape::Red); //调用Circle::draw(Shape::Red)
pr->draw(Shape::Red); //调用Rectangle::draw(Shape::Red)
二、virtual函数的缺省参数值是静态绑定的
- 虽然对于virtual函数的调用时动态绑定的，但是对于virtual函数的缺省参数值却是静态绑定的
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见下面的代码：
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我们知道virtual函数是动态绑定的，pr的动态类型为Rectangle，所以调用的是Rectangle::draw()
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但是virtual函数的缺省参数值是静态绑定的，在上面类的定义中Rectangle的draw()函数无参数，但是由于pr指针的静态类型是Shape，因此其draw()函数的缺省参数值就是Shape::draw()函数中的参数值，为Shape::Red
Shape* pr = new Rectangle;
pr->draw(); //调用的是Rectangle::draw(Shape::Red)
//解释:此一调用的缺省参数值来自class Shape而非class Rectangle
//Circle也是相同的道理
Shape* pc = new Circle;
pc->draw(); //调用的是Circle::draw(Shape::Red)，而不是Circle::draw(Shape::Green)
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为什么要设计这种行为：在于运行效率。如果缺省参数值也是动态绑定，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”的机制更慢而且更复杂
三、不要重新定义继承而来的缺省参数值
- 通过二，我们知道virtual函数的缺省参数值是静态绑定的。因此，我们不要重新定义继承而来的缺省参数值，因为这会在调用virtual函数时产生意想不到的效果（上面代码中，通过pc调用draw()就是一个例子）
四、针对于virtual函数的缺省参数值，给出的建议
先看一个效率低下的方案
- 为了保持基类与派生类中的一致性，一种低效率的方法是将基类和派生类中的virtual函数的缺省参数值设置为一致的
- 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 = Red)const;
};
class Circle :public Shape {
public:
virtual void draw(ShapeColor color = Red)const;
};
-
低效率的原因：
- ①代码重复
- ②依赖性太高，如果基类中的缺省参数值改变了，那么需要将派生类中的缺省参数值都修改一遍
以NVI手法定义class
- 条款36介绍了NVI手法，对于virutal函数的缺省参数值，为了避免基类与派生类中的缺省参数值不一致，我们可以采取这种方法
- 定义的代码如下：
class Shape {
public:
enum ShapeColor { Red, Green, Blue };
void draw(ShapeColor color = Red)const { //因为是non-virtual函数，因此不建议派生类隐藏
doDraw(Red);
}
private:
//真正的工作在此处完成，派生类可以重写
virtual void doDraw(ShapeColor color)const = 0;
};
class Rectangle :public Shape {
private:
virtual void doDraw(ShapeColor color)const = 0;
};
class Circle :public Shape {
public:
virtual void draw(ShapeColor color)const = 0;
};
- 上面的doDraw()函数完成真正的功能，并且接受一个ShapeColor类型
- 我们又定义了一个non-virtual函数draw，其参数默认为Red，并且non-virtual函数不建议派生类隐藏，因此不论是基类还是派生类调用draw()函数，参数的默认值将永远是Red，达到了我们最终的目的
五、总结
- 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——你唯一应该覆盖的东西——却是动态绑定