条款37：绝不重新定义继承而来的缺省参数值

1.前言

首先为了将讨论简化，智能继承两种函数：virtual和non-virtual函数，然而重新继承一个而来的non-virtual函数永远是错误的，所以将此讨论局限于“继承一个带有缺省参数值的virtual函数”。

这种情况下，本条款成立的理由就非常明确了：virtual函数是动态绑定，而缺省参数值是静态绑定。静态绑定又名前期绑定；动态绑定又名后期绑定。

2.实例分析

对象的所谓静态类型，就是在程序中被声明时所采用的类型。考虑以下的class继承体系：

class Shape{

    public:
        enum ShapeColor{Red,Green,Blue};
    //所有的形状都必须提供一个函数，用来绘出自己
    virtual void draw(ShapeColor color=Red) const=0;
    ....
};

class Rectangle:public Shape{

    public:
        //赋予不同的缺省参数值
        virtual void draw(ShapeColor color=Green) const;
        ...
};

class Circle:public Shape{

    public:
        virtual void draw(ShapeColor color) const;
    //当客户以对象调用此函数时，一定要指定参数值
    //静态绑定下这个函数并不从其base继承缺省参数值
    //若以指针调用此函数，可以不指定参数值
    //动态绑定下这个函数会从其base继承缺省参数值
    ...
}

现在考虑这些指针：

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*

本例中ps,pc和pr都被声明为pointer-to-Shape类型所以它们都以它为静态类型。

对象所谓的动态类型则是指“目前所指对象的类型”，也就是说动态类型可以表现出一个对象将会有什么行为，以上例而言，pc的动态类型是Circle*，pr的动态类型是Rectangle*,ps没有动态类型，因为它尚未指向任何对象。

动态类型如其名称所示，可在程序执行过程中改变（通常是由赋值动作）：

ps=pc;//ps的动态类型如今是Circle*
ps=pr;//ps的动态类型如今是Renctangle*

virtual函数是动态绑定而来，意思是调用一个virtual函数，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(Shape::Red)
pr->draw(Shape::Red);//调用Rectangle::draw(Shape::Red)

virtual我相信大家都很熟悉，但是当考虑带有缺省参数值的virtual函数时，变化来了。正如之前所说，virtual函数是动态绑定，而缺省参数值是动态绑定，即你可能会在“调用一个定义于derived class内的virtual函数”的同时，却使用base class为它所指定的缺省参数值：

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

在该例子中，pr的动态类型是Rectangle*,所以调用的是Rectangle的virtual函数。Rectangle::draw函数缺省参数值应该是GREEN,但由于pr的静态类型是Shape*，所以此调用的缺省参数值来自Shape class而非Rectangle class，结局是这个函数调用有着奇怪并且几乎意想不到的组合，由Shape class和Rectangle class的draw声明式各出一部分。

以上事实不只局限于“ps,pc和pr都是指针”的情况；即使把指针换乘references问题仍然存在。重点在于draw是个virtual函数，而它有个缺省参数值在derived class中被重新定义。

c++坚持以这种方式的运行效率是主要考虑运行效率的问题，如果缺省参数值是动态绑定，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“在编译器决定”的机制更慢更复杂，所以c++做了这样的取舍。

假设遵守这条规则，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 ShapeColor{Red,Green,Blue};
        virtual void draw(ShapeColor color=Red) const=0;
        ...
};\

class Rectangle:public Shape{

    public:
        virtual void draw(ShapeColor color=Red) const;
        ...
}

从上述代码中可以看出代码重复且带有相依性。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，否则它们最终会导致“重复定义一个继承而来的缺省参数值”。

当想令virtual函数表现出你所想要的行为却遇到困难，此时的做法就是替代设计（条款35进行了讲解）。例如下面这个例子：

class Shape{

    public:
        enum ShapeColor{Red,Green,Blue};
        void draw(ShapeColor color=Red) const{//如今它是non-virtual
            doDraw(color);
        }
        ....
        private:
            virtual void doDraw(ShapeColor color) const=0;//真正的工作在此处完成

};
class Rectangle:public Shape{

    public:
        ...
    private:
        virtual void doDraw(ShapeColor color) const;//注意，不需要指定缺省参数值
        ...
};

由于non-virtual函数绝对不应该被derived classes覆盖，这个设计使得draw函数的color缺省参数值总是Red。

3.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的，而virtual函数，唯一应该覆盖的东西，都是动态绑定的。

每天都要加油呀呀呀呀！！！