C++ 类：虚拟和覆盖，或者两者都不是？

Question

真的有必要使用 either virtual 或 override吗？

我知道关于这个一般性主题有很多问题，例如：

• C++ “virtual” keyword for functions in derived classes. Is it necessary?
• Is the 'override' keyword just a check for a overridden virtual method?
• virtual? override? or both? C++

从这些以及其他标记为重复的内容（许多“重复”的答案包含至少对我来说是新的不同信息），我学到了一些东西（而且，我认为，大致为什么他们'是真的）：没有虚拟的覆盖不会编译。没有覆盖的虚拟会编译，但如果你犯了一个错误并且你的方法签名不正确，编译器不会告诉你。

但是如果我省略 both 会发生什么？示例：

struct BaseClass {
    int a_number() {
        return 1;
    }
};
struct DerivedClass : BaseClass {
    int a_number() {
        return 2;
    }
};

这会编译，无论我实例化BaseClass 还是DerivedClass，a_number 都会返回适当的结果。所以它表现得好像我已经覆盖了这个函数。上面的代码有什么错误的原因吗？是向后兼容性问题，还是其他原因？

如果我在这里错过的相关问题之一直接回答了这个问题，我深表歉意，谢谢。

编辑：StackOverflow 一直将我指向C++ “virtual” keyword for functions in derived classes. Is it necessary? 问题，正如 Wyck 在下面所做的那样。我不认为它解决了我的问题，因为我在 cmets 中给了他/她，因为它们是暂时的，我将在这里重复： “我专门询问超类方法中的虚拟，而该帖子似乎是关于子类中的虚拟及其传播方式。下面接受的答案回答了我的问题，但我认为您的链接没有（它可能会回答这个问题适合在 C/C++ 方面更有经验的人，但我认为它无法回答像我这样来自 Python 和 Java 的新手）。”

重点：我认为这些问题是相关的，但并不相同。

我接受了 selbie 的回答，因为它是第一个回答我问题的成熟“答案”。 Wyck 的回答提供了很多有用的、更一般的信息。

Answer 1

正如您声明的那样（没有虚拟方法），如果没有将 BaseClass::a_number 声明为 virtual，DerivedClass 的实例在转换为 BaseClass 时将不会调用 DerivedClass 中的实现

例子：

BaseClass* instance1 = new DerivedClass();
instance1->a_number();  // returns "1", even though the object is really an instance of Derived

如果 BaseClass 声明如下：

struct BaseClass {
    virtual int a_number() {
        return 1;
    }
};

那么下面的代码就可以正常工作了

BaseClass* instance2 = new DerivedClass();
instance2->a_number();  // returns "2", virtual method invocation

override 关键字是可选的，但建议在 DerivedClass 中使用：

struct DerivedClass : BaseClass {
    int a_number() override {
        return 2;
    }
};

正如您已经观察到的，override 不会改变程序的行为，但如果 a_number 没有在 BaseClass 中以相同方式声明，编译器将发出错误。这对于捕捉拼写错误很有用。

Answer 2

静态多态（可以在编译时确定要调用的方法）不需要virtual 关键字。而动态多态性（必须在运行时根据相关对象实例的具体类型确定要调用的方法）确实 需要virtual 关键字。

这是考虑是否需要动态多态性的一种方法：猫会发出什么声音：喵！狗发出什么声音：汪！动物发出什么声音？你不知道，因为“动物”不够具体，无法知道它发出的声音。在这种情况下，您需要动态多态性。

如果没有虚拟方法，您就是说您知道如何实现有关基类的方法。在您的情况下，您提供了a_number 的非虚拟实现，这对任何BaseClass 都有好处。你说过它是1。这意味着现在可以在您不知道派生类是什么类型的情况下回答“您的 a_number 是什么”的问题。 （我怀疑你会惊讶地发现这种情况。）只有当你碰巧知道你正在处理一个派生类型时，你才会最终调用派生类型的a_number 实现。换句话说，编译器必须知道调用 DerivedClass::a_number 的方法。更自然的事情（可能会满足您的期望）是拥有一个虚拟方法，以便使用派生类的实现而不是基类的实现，即使将其视为基类对象。

如何将对象视为基类类型，但在运行时仍调用派生类的实现的神奇之处在于，对象具有 vtable，您可以去了解它。

对于 Animal 声音的情况，非虚拟（静态多态性）方法会很愚蠢。当您向动物询问Speak 时，它应该是一个虚函数，因为我们希望派生类提供不同的实现，但我们希望能够要求任何动物发出声音。

但在某些情况下，静态多态性就足够了，并且不需要 virtual 关键字。但在派生类中行为没有改变的情况总是如此。