effective C++ 条款 37：绝不重新定义继承而来的缺省参数值

effective C++ 条款 37：绝不重新定义继承而来的缺省参数值

重新定义一个继承而来的non-virtual函数永远都是错误的，本条款的讨论限制在“带有缺省参数的virtual函数”。

virtual函数是动态绑定的，而缺省参数却是静态绑定。

对象的所谓静态类型，是它在程序中被声明时所采用的类型。

class Shape {
public:
    enum ShapeColor {Red, Green, Blue};
    virtual void draw(ShapeColor color = Red) const = 0;
};
class Rectangle : public Shape {
public:
    //赋予不同的缺省参数。这真糟糕！
    virtual void draw(ShapeColor color = Green) const;
};

class Circle: public Shape {
public:
    virtual void draw(ShapeColor color) const;
    //以上这么写当客户以对象调用此函数，一定要指定参数值
    //因为静态绑定下这个函数并不从其base继承缺省参数值
    //但若以指针（或reference）调用此函数，可以不指定参数值
    //因为动态绑定下这个函数会从其base继承缺省参数值
};

Shape* ps;                                        //静态类型是Shape*
Shape* pc = new Circle;                    //静态类型是Shape*
Shape* pr = new Rectangle;            //静态类型是Shape*

ps，pc，pr不论这些指针指向什么，它们的静态类型都是Shape*

对象的所谓动态类型则是指“目前所指对象的类型”。可以在程序执行过程中改变

ps = pr;

ps = pc;

virtual 函数系动态绑定而来，意思是调用一个virtual 函数时， 究竟调用哪一份函数实现代码，取决于发出调用的那个对象的动态类型：

pc->draw(Shape::Red) //调用Circle::draw

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

考虑带有缺省参数的virtual函数时，因为virtual函数是动态绑定的，而缺省参数是静态绑定的。意思是你可能在“调用一个定义于derived class内的virtual函数”的同时，却使用base class 为他所指定的缺省参数值：

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

pr的动态类型是Rectangle*，所以调用的是Rectangle的virtual函数。Rectangle::draw函数的缺省参数应该是Green，但由于pr的静态类型是Shape*，所以调用的缺省参数值来自Shape class而非Rectangle class！

即使把指针换成reference，问题仍然存在。

为什么c++坚持以这种乖张的方式来运作呢？答案在于运行期效率。如果缺省参数是动态绑定的，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”的机制更慢并且复杂。为了程序的执行速度和编译器实现上的简易度，c++做了这样的取舍，其结果就是你如今享受的执行效率。

如果你遵守这条规则，并且同时提供缺省参数值给base和derived classes的用户，又会发生什么呢?

class Shape {
public:
    enum {Red, Green, Blue};
    virtual void draw(ShapeColor color = Red) const = 0;
};

class Rectangle : public Shape {
public:
    virtual void draw(ShapeColor color = Red) const;
};

代码重复。更糟的是，又带有相依性；如果Shape内的缺省参数值改变了，所有“重复给定缺省参数值”的那些derived classes也必须改变，否则它们最终导致“重复定义一个继承而来的缺省参数值”。

怎么办？

当你想令virtual函数表现你所想要的行为却遭遇麻烦，聪明的做法是考虑替代设计。条款35。其中之一就是NVI手法：

令base class内的一个public non-virtual函数调用一个private virtual函数，后者可被derived classes重新定义。这里我们可以让non-virtual函数指定缺省参数，而private virtual函数负责真正的工作：

class Shape {
public:
    enum {Red, Green, Blue};
    void draw(ShapeColor color = Red) const
    {
        doDraw(color);
    }
private:
    virtual void doDraw(ShapeColor color) const = 0;
};

class Rectangle : public Shape {
public:
private:
    virtual void doDraw(ShapeColor color) const;//不需指定缺省参数
};

由于non-virtual函数应该绝对不被derived classes覆写（条款36），这个设计很清楚的使draw函数的color缺省参数值总为Red。

转自：http://www.cnblogs.com/lidan/archive/2012/02/11/2347062.html