覆盖和重载之间有什么区别？

八股文_C++面向对象面试题 0 305

参考回答

覆盖（Override） 和 重载（Overload） 是 C++ 中两个常见但不同的概念，分别用于不同的场景。

特性	覆盖（Override）	重载（Overload）
定义	子类重新定义基类中已经存在的虚函数。	在同一个作用域中定义同名函数，参数列表不同。
作用范围	跨类（继承关系中）。	同一类中。
条件	基类函数必须是虚函数（`virtual`）。	函数名相同，参数列表必须不同。
绑定时间	运行时动态绑定（依赖虚函数表）。	编译时静态绑定。
函数签名要求	函数名、参数列表、返回值类型必须与基类函数完全一致。	函数名相同，参数列表必须不同，返回值类型可不同。
是否支持多态	是，通过虚函数实现运行时多态。	否，仅用于提供函数的多种版本。

详细讲解与示例

1. 覆盖（Override）

定义：
覆盖是指在继承关系中，子类提供了基类虚函数的具体实现。

特点：
– 基类函数必须声明为 virtual，否则不会发生覆盖。
– 覆盖的函数签名（函数名、参数列表、返回值类型）必须与基类完全一致。
– 覆盖函数会在运行时通过 虚函数表（vtable） 动态绑定到具体的实现。

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

class Base {
public:
    virtual void func() { // 虚函数
        cout << "Base::func()" << endl;
    }
};

class Derived : public Base {
public:
    void func() override { // 覆盖基类的虚函数
        cout << "Derived::func()" << endl;
    }
};

int main() {
    Base* basePtr = new Derived(); // 基类指针指向派生类对象
    basePtr->func(); // 调用派生类的实现
    delete basePtr;
    return 0;
}

输出：

Derived::func()

关键点：
– 基类指针调用虚函数时，通过虚函数表（vtable）动态绑定到派生类的实现。
– 如果基类的函数不是虚函数，调用的结果将始终是基类的函数（静态绑定）。

2. 重载（Overload）

定义：
重载是指在同一个作用域中定义多个同名函数，但它们的参数列表（参数类型或数量）必须不同。

特点：
– 函数名相同，参数列表不同（参数个数或类型必须不同）。
– 重载函数之间的返回值类型可以不同，但返回值类型不能作为唯一的区分标准。
– 静态绑定：编译器在编译时决定调用哪个版本的函数。

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

class MyClass {
public:
    void func(int x) {
        cout << "func(int): " << x << endl;
    }

    void func(double x) {
        cout << "func(double): " << x << endl;
    }

    void func(int x, int y) {
        cout << "func(int, int): " << x << ", " << y << endl;
    }
};

int main() {
    MyClass obj;
    obj.func(10);        // 调用 func(int)
    obj.func(3.14);      // 调用 func(double)
    obj.func(10, 20);    // 调用 func(int, int)
    return 0;
}

输出：

func(int): 10
func(double): 3.14
func(int, int): 10, 20

关键点：
– 编译器根据参数类型和数量选择调用的函数。
– 不涉及虚函数表，调用的是确定的函数实现。

覆盖和重载的对比

1. 作用范围

覆盖：存在于基类和派生类之间，体现多态性。
重载：存在于同一个类的不同函数之间。

2. 条件

覆盖：
- 基类函数必须是虚函数。
- 子类函数必须与基类函数的签名完全一致。
重载：
- 函数名相同，参数列表不同。
- 参数列表的不同可以是参数类型、参数数量。

3. 绑定时间

覆盖：运行时动态绑定，通过虚函数表（vtable）实现。
重载：编译时静态绑定，由编译器根据参数列表选择具体的函数。

4. 是否支持多态

覆盖：支持多态，基类指针或引用可以调用派生类的实现。
重载：不支持多态，仅用于提供同名函数的多个版本。

覆盖和重载的混合使用

在 C++ 中，覆盖和重载可以同时出现在继承关系中。
但需要注意，如果派生类定义了与基类同名但不同参数列表的函数，则基类中的所有同名函数都会被隐藏，除非显式使用作用域解析符调用。

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

class Base {
public:
    virtual void func(int x) { // 虚函数
        cout << "Base::func(int): " << x << endl;
    }
};

class Derived : public Base {
public:
    void func(double x) { // 重载，但会隐藏基类的所有 func
        cout << "Derived::func(double): " << x << endl;
    }
};

int main() {
    Derived d;
    d.func(3.14);      // 调用 Derived::func(double)
    // d.func(10);      // 错误：Base::func(int) 被隐藏
    d.Base::func(10);   // 显式调用 Base::func(int)
    return 0;
}

输出：

Derived::func(double): 3.14
Base::func(int): 10

关键点：
– 子类定义与基类同名但参数列表不同的函数，会隐藏基类的所有同名函数。
– 可以通过 Base::func() 显式调用基类的版本。

总结

特性	覆盖（Override）	重载（Overload）
定义	子类重新定义基类中已经存在的虚函数。	在同一个作用域中定义同名函数，参数列表不同。
作用范围	跨类（继承关系中）。	同一类中。
条件	基类函数必须是虚函数（`virtual`）。	函数名相同，参数列表必须不同。
绑定时间	运行时动态绑定（依赖虚函数表）。	编译时静态绑定。
函数签名要求	函数名、参数列表、返回值类型必须与基类函数完全一致。	函数名相同，参数列表必须不同，返回值类型可不同。
是否支持多态	是，通过虚函数实现运行时多态。	否，仅用于提供函数的多种版本。

理解覆盖和重载的区别，是掌握C++多态和函数设计的重要基础。

参考回答

详细讲解与示例

1. 覆盖（Override）

2. 重载（Overload）

覆盖和重载的对比

1. 作用范围

2. 条件

3. 绑定时间

4. 是否支持多态

覆盖和重载的混合使用

总结

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