为什么我必须从继承的类中重新声明虚函数？答案

【问题标题】：Why must I re-declare a virtual function from an inherited class?为什么我必须从继承的类中重新声明虚函数？
【发布时间】：2017-02-28 08:38:39
【问题描述】：

我正在编写一个简单的 C++ 程序，并且很难理解我遇到的编译器错误。该问题是由于我试图从基类创建派生类引起的。我在下面发布了具有相同结构的代码，但更改了名称。

BaseClass.h

#ifndef BASECLASS_H
#define BASECLASS_H

class BaseClass {

    public:
        BaseClass(void);

        virtual int method1(void) = 0;
        virtual int method2(void) = 0;
        virtual float method3(void) = 0;

};

#endif // BASECLASS_H

DerivedClass.h

#ifndef DERIVEDCLASS_H
#define DERIVEDCLASS_H

#include "DerivedClass.h"

class DerivedClass: public BaseClass
{

    public:
        DerivedClass(void);     
};

#endif // DERIVEDCLASS_H

DerivedClass.cpp

#include "DerivedClass.h"

DerivedClass::DerivedClass(void)
{
}

int DerivedClass::method1(void)
{
  // TODO
} 

int DerivedClass::method2(void)
{
  // TODO
}

float DerivedClass::method3(void) 
{
  // TODO
}

在尝试编译时，所有虚拟方法都出现以下错误：

no 'int DerivedClass::methodX()' member function declared in class 'DerivedClass'

只要我在“DerivedClass.h”中声明这些方法，错误就会消失，因为编译器现在知道这些方法。

但是，我很困惑。为什么必须在 DerivedClass.h 中重新声明纯虚函数？当我#include DerivedClass.h 时，它将自动包含 BaseClass.h，因此我假设我的 DerivedClass.cpp 应该完全了解这些方法。我做错了什么吗？

【问题讨论】：

每个派生类都必须覆盖其基类的虚函数。简单的规则。旁注：当你有一个不带参数的函数时，你不需要放 void。
@DeiDei 简单，但不完全正确
正确，这就是我在 DerivedClass.cpp 中尝试做的事情。但是，为什么要重新声明 DerivedClass.h 中的函数呢？编译器应该已经期待方法定义了吗？
@krzaq 显然它有点复杂，但如果你懒得学很多东西，它只会解决你的问题，所以我想我会提一下。
@DeiDei imo 这是一个明显的简化。

标签： c++ inheritance virtual

【解决方案1】：

这种方式是行不通的。您需要声明要定义的方法，无论它们是否覆盖虚拟方法。

这不仅仅是语言的不合理要求。如果没有这个，您将无法定义部分虚拟类，即您可以拥有BaseSubtype，它具有method1() 的通用实现，但需要从它派生的类来实现method2() 和method3()

【讨论】：

【解决方案2】：

当你在派生类中声明一个方法时，你对编译器说：

我想覆盖这个类中的这个方法

所以如果你不在派生类中声明一个方法，你说：

我不想重写这个方法；派生类的实现与基类的实现相同

在您的情况下，基类将它们声明为纯虚拟，因此在这种情况下可以解释：

我不想在这个类中实现这个方法

如果你试图定义一个方法但没有声明它，你就会自相矛盾。编译器会检测到这一点（以保护您免受自己的疏忽）。

【讨论】：

【解决方案3】：

必须在基类中派生重写的虚方法的一个非常不直观的原因源于 C++ 允许将类的不同部分放入不同的文件中，放入不同的翻译单元中。

对于其他一些语言（我正在研究 Java 的方向），必须将单个类放在单个文件中。这不适用于 C++。一个类在一个翻译单元中声明它的一些方法，而在另一个翻译单元中声明其他方法是完全合法的，这些翻译单元可能完全位于某个不同目录的文件中。

每个这样的文件都被单独编译。在编译一个翻译时，C++ 编译器不知道任何其他翻译单元、任何其他可能包含同一类的其他部分的文件。

现在假设你可以在类声明中省略一个被覆盖的虚方法。这就产生了一个直接的问题：在编译类的构造函数时，编译器必须知道该类是否覆盖了来自任何超类的任何虚拟方法，以便为正在构造的类正确组装虚拟表调度。如果没有显式声明，编译器就无法知道其他翻译单元是否会定义一个被覆盖的虚方法。

这就是为什么重写的虚方法必须显式包含在类的声明中。总结：因为 C++formally specifies phase 9, the linkage phase，在早期阶段进行实际编译时，必须显式声明重写的方法。

【讨论】：

您在回答中混淆了声明和定义。

【解决方案4】：

您应该重写所有基类纯虚函数，以便能够实例化派生类。

您不能从派生类定义基类成员函数。

在您的示例中，您尝试定义不是 DerivedClass 成员的 method1 和 method2 和 method3！您必须在派生类中自己声明它们。编译器不会为你做这件事。

所以你的 Derivedclass.h 看起来像：

#ifndef DERIVEDCLASS_H
#define DERIVEDCLASS_H

#include "BaseClass.h"

class DerivedClass: public BaseClass
{

    public:
        DerivedClass(void); 

        virtual int method1(void); // not pure function
        virtual int method2(void);
        virtual float method3(void);
};

#endif // DERIVEDCLASS_H

【讨论】：