为什么我必须在覆盖 [C++] 时重新声明一个虚函数答案

【问题标题】：Why I have to redeclare a virtual function while overriding [C++]为什么我必须在覆盖 [C++] 时重新声明一个虚函数
【发布时间】：2010-06-02 13:16:20
【问题描述】：

#include <iostream>
using namespace std;

class Duck {
public:
        virtual void quack() = 0;
};

class BigDuck : public Duck {
public:
  //  void quack();   (uncommenting will make it compile)

};

void BigDuck::quack(){ cout << "BigDuckDuck::Quack\n"; }

int main() {
        BigDuck b;
        Duck *d = &b;
        d->quack();

}

上面的代码无法编译。但是，当我声明虚函数时在子类中，然后它编译得很好。

如果编译器已经有了子类将要覆盖的函数的签名，那为什么还需要重新声明呢？

有什么见解吗？

【问题讨论】：

你得到什么编译器错误？
尽管在这个例子中我们看到了一个抽象基类，但这个问题通常也是有效的。
我可以，虽然不知道您使用的是什么编译器，但我可能不会得到相同（或任何）错误:)

标签： c++ virtual-functions

【解决方案1】：

需要重新声明是因为：

标准是这样说的。
它通过不爬上层次结构来检查此类函数是否存在，从而使编译器的工作更容易。
您可能希望在层次结构中将其声明为较低。
为了实例化类，编译器必须知道这个对象是具体的。

【讨论】：

= 0;在声明的末尾意味着您必须在派生类中定义它。不是你可能想要的。
@Ben：您可能决定不想在特定项目中实例化该类 :) 但您是对的。我的意思是，您可能希望实现它甚至更低，而不是在层次结构中实现它
重新声明是需要，因为，[...]它使编译器的工作更容易 - 哦，FFS C++，为什么不让每个人都用汇编编写，它会让编译器的工作方式更容易

【解决方案2】：

如果你改变：

virtual void quack() = 0;

到

virtual void quack();

无需在 HugeDuck 中实现 quack() 即可编译。

=0;在函数声明的末尾基本上是说所有 BigDucks 都会嘎嘎，但它必须由每个派生的鸭子实现。通过删除 = 0;除非你在 HugeDuck 中实现 quack，否则 BigDuck quack 会被调用。

编辑：澄清 = 0;是说派生类将具有函数的定义。在您的示例中，它期望 HugeDuck 定义 quack()，但正如您所评论的那样，它没有。

顺便说一句，既然所有鸭子都可以嘎嘎叫，也许我们看不到的原始 Duck 类应该实现 quack() 代替？

【讨论】：

是HugeDuck == BigDuck？这是您提议的第二个派生类，还是一个错字？（或BigDuck 的派生类，或其他）？
是的，但这不是 OP 的问题。问题是为什么需要声明BigDuck::quack()。如果BigDuck::quack() 已定义，则它也必须在BigDuck 的成员规范中声明，即使quack() 已在Duck 中声明，无论Duck::quack() 是否是纯虚拟的。

【解决方案3】：

因为 C++ 将“声明”与“多态性”分开：任何函数都需要编译器的声明，无论它是否为虚函数。

您的示例还远远不够，它存在“抽象类”问题：无法实例化 BigDuck，因为它的接口中没有 quack 的实现。

概括问题，我们可以声明基函数不是纯虚函数：

class Duck { public: virtual void quack(){} };

class BigDuck : public Duck {}; 

// WRONG: undeclared method definition
void BigDuck::quack(){ cout << "QUACK!"; }

在这里，编译器会抱怨它有一个未声明的符号BigDuck::quack。这与抽象类或任何东西无关。

（注意：gcc 说： error: no 'void BigDuck::q()' member function declared in class 'BigDuck' )

【讨论】：

这不起作用（不再起作用了？）。使用 GCC 11 提供 error: no declaration matches ‘void BigDuck::quack()’。
看来您无论如何都必须重新声明（无论是否虚拟），iff 您想在派生类中实现该方法。但我不完全确定它的有效性。
我将添加一个注释，您必须通读代码才能发现代码是无法编译的示例。

【解决方案4】：

Quack() 在您的基类中的定义是“抽象的”——它没有实现。这告诉编译器你的派生类必须实现它。不这样做是编译错误。

【讨论】：

但是编译器肯定知道在实现中期望它。摘录声明的目的是什么？
@Matt 语言标准说它是必需的——这与抽象类无关，所有虚函数（实际上是所有函数）都以这种方式工作。
自从我“愤怒地”用 C++ 做任何事情已经有好几年了，但我很确定代码实际上并没有提供 quack() 的实现，而是被忽略（因为编译器不期望方法实现）或实现新方法（隐藏/重载而不是覆盖）。
@Galactic 它在派生类中提供了一个实现。它当然不会被忽视！
呃——我撤回我的声明。 :) 我的意思是他写它的方式，但它当然不会编译，所以我的陈述的任何部分都不正确。如果它不能编译，它不会被忽略或重载。

【解决方案5】：

BigDuck 可能是另一个抽象类，你可能不想实现 quack，直到你到达基类ReallyBigDuck。

【讨论】：

现在这是能够不声明quack的一个很好的论据。但是有声明它的理由是什么？

【解决方案6】：

在您提供实现之前，从包含 Pure Virtual Function 的类继承的所有类都是抽象的 - 它们不能被实例化。为了提供这样的实现，您必须在类中声明函数。

【讨论】：

【解决方案7】：

在每个类中声明方法将告诉编译器该类为该方法提供了不同的实现。

另外，如果您想在堆栈上创建BigDuck 的对象，那么编译器将如何知道quack() 的签名。

BigDuck aDuck;
aDuck.quack();

【讨论】：