19.3. Разрешение перегрузки и наследование A

19.3. Разрешение перегрузки и наследование A

* Наследование классов оказывает влияние на все аспекты разрешения перегрузки функций (см. раздел 9.2). Напомним, что эта процедура состоит из трех шагов: Отбор функций-кандидатов.

* Отбор устоявших функций.

* Выбор наилучшей из устоявших функции.

Отбор функций-кандидатов зависит от наследования потому, что на этом шаге принимаются во внимание функции, ассоциированные с базовыми классами, – как их функции-члены, так и функции, объявленные в тех же пространствах имен, где определены базовые классы. Отбор устоявших функций также зависит от наследования, поскольку множество преобразований формальных параметров функции в фактические аргументы расширяется пользовательскими преобразованиями. Кроме того, наследование оказывает влияние на ранжирование последовательностей трансформаций аргументов, а значит, и на выбор наилучшей из устоявших функции. В данном разделе мы рассмотрим влияние наследования на эти три шага разрешения перегрузки более подробно.

19.3.1. Функции-кандидаты

Наследование влияет на первый шаг процедуры разрешения перегрузки функции – формирование множества кандидатов для данного вызова, причем это влияние может быть различным в зависимости от того, рассматривается ли вызов обычной функции вида

func( args );

или функции-члена с помощью операторов доступа "точка" или "стрелка":

object.memfunc( args );

pointer-memfunc( args );

В данном разделе мы изучим оба случая.

Если аргумент обычной функции имеет тип класса, ссылки или указателя на тип класса, и класс определен в пространстве имен, то кандидатами будут все одноименные функции, объявленные в этом пространстве, даже если они невидимы в точке вызова (подробнее об этом говорилось в разделе 15.10). Если аргумент при наследовании имеет тип класса, ссылки или указателя на тип класса, и у этого класса есть базовые, то в множество кандидатов добавляются также функции, объявленные в тех пространствах имен, где определены базовые классы. Например:

namespace NS {

class ZooAnimal { /* ... */ };

void display( const ZooAnimal& );

}

// базовый класс Bear объявлен в пространстве имен NS

class Bear : public NS::ZooAnimal { };

int main() {

Bear baloo;

display( baloo );

return 0;

}

Аргумент baloo имеет тип класса Bear. Кандидатами для вызова display() будут не только функции, объявления которых видимы в точке ее вызова, но также и те, что объявлены в пространствах имен, в которых объявлены класс Bear и его базовый класс ZooAnimal. Поэтому в множество кандидатов добавляется функция display(const ZooAnimal&), объявленная в пространстве имен NS.

Если аргумент имеет тип класса и в определении этого класса объявлены функции-друзья с тем же именем, что и вызванная функция, то эти друзья также будут кандидатами, даже если их объявления не видны в точке вызова (см. раздел 15.10). Если аргумент при наследовании имеет тип класса, у которого есть базовые, то в множество кандидатов добавляются одноименные функции-друзья каждого из них. Предположим, что в предыдущем примере display() объявлена как функция-друг ZooAnimal:

namespace NS {

class ZooAnimal {

friend void display( const ZooAnimal& );

};

}

// базовый класс Bear объявлен в пространстве имен NS

class Bear : public NS::ZooAnimal { };

int main() {

Bear baloo;

display( baloo );

return 0;

}

Аргумент baloo функции display() имеет тип Bear. В его базовом классе ZooAnimal функция display() объявлена другом, поэтому она является членом пространства имен NS, хотя явно в нем не объявлена. При обычном просмотре NS она не была бы найдена. Однако поскольку аргумент display() имеет тип Bear, то объявленная в ZooAnimal функция-друг добавляется в множество кандидатов.

* Таким образом, если при вызове обычной функции задан аргумент, который представляет собой объект класса, ссылку или указатель на объект класса, то множество функций-кандидатов является объединением следующих множеств: функций, видимых в точке вызова;

* функций, объявленных в тех пространствах имен, где определен тип класса или любой из его базовых;

* функций, являющихся друзьями этого класса или любого из его базовых.

Наследование влияет также на построение множества кандидатов для вызова функции-члена с помощью операторов "точка" или "стрелка". В разделе 18.4 мы говорили, что объявление функции-члена в производном классе не перегружает, а скрывает одноименные функции-члены в базовом, даже если их списки параметров различны:

class ZooAnimal {

public:

Time feeding_time( string );

// ...

};

class Bear : public ZooAnimal {

public:

// скрывает ZooAnimal::feeding_time( string )

Time feeding_time( int );

// ...

};

Bear Winnie;

// ошибка: ZooAnimal::feeding_time( string ) скрыта

Winnie.feeding_time( "Winnie" );

Функция-член feeding_time(int), объявленная в классе Bear, скрывает feeding_time(string), объявленную в ZooAnimal, базовом для Bear. Поскольку функция-член вызывается через объект Winnie типа Bear, то при поиске кандидатов для этого вызова просматривается только область видимости класса Bear, и единственным кандидатом будет feeding_time(int). Так как других кандидатов нет, вызов считается ошибочным.

Чтобы исправить ситуацию и заставить компилятор считать одноименные функции-члены базового и производного классов перегруженными, разработчик производного класса может ввести функции-члены базового класса в область видимости производного с помощью using-объявлений:

class Bear : public ZooAnimal {

public:

// feeding_time( int ) перегружает экземпляр из класса ZooAnimal

using ZooAnimal::feeding_time;

Time feeding_time( int );

// ...

};

Теперь обе функции feeding_time() находятся в области видимости класса Bear и, следовательно, войдут в множество кандидатов:

// правильно: вызывается ZooAnimal::feeding_time( string )

Winnie.feeding_time( "Winnie" );

В такой ситуации вызывается функция-член feeding_time( string ).

В случае множественного наследования при формировании совокупности кандидатов объявления функций-членов должны быть найдены в одном и том же базовом классе, иначе вызов считается ошибочным. Например:

class Endangered {

public:

ostream& print( ostream& );

// ...

{;

class Bear : public( ZooAnimal ) {

public:

void print( );

using ZooAnimal::feeding_time;

Time feeding_time( int );

// ...

};

class Panda : public Bear, public Endangered {

public:

// ...

};

int main()

{

Panda yin_yang;

// ошибка: неоднозначность: одна из

// Bear::print()

// Endangered::print( ostream& )

yin_yang.print( cout );

// правильно: вызывается Bear::feeding_time()

yin_yang.feeding_time( 56 );

}

При поиске объявления функции-члена print() в области видимости класса Panda будут найдены как Bear::print(), так и Endangered::print(). Поскольку они не находятся в одном и том же базовом классе, то даже при разных списках параметров этих функций множество кандидатов оказывается пустым и вызов считается ошибочным. Для исправления ошибки в классе Panda следует определить собственную функцию print(). При поиске объявления функции-члена feeding_time() в области видимости Panda будут найдены ZooAnimal::feeding_time() и Bear::feeding_time() – они расположены в области видимости класса Bear. Так как эти объявления найдены в одном и том же базовом классе, множество кандидатов для данного вызова включает обе функции, а выбирается Bear::feeding_time().