38.禁止重定义继承而来的默认实参

前言

 
我们只能继承virtual和non-virtual函数，而重新定义一个non-virtual函数永远是错误的。所以本节讨论只基于”继承一个带有默认实参的virtual函数”。之所以需要讨论它，是因为virtual函数动态绑定，但默认实参静态绑定。

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静态绑定与动态绑定

静态类型与动态类型

对象所谓的静态类型(static type)，就是它在程序中被声明为的类型。举例而言:

class shape｛
public：
    enum color｛red，green，blue｝；
    virtual void draw（color c = red) const = 0;
};
class rectangle:public shape{
public:
    virtual void draw(color c = green) const;//重定义了默认实参
};
class circle:public shape{
public:
    virtual void draw(color c) const;
    //当客户通过对象调用此函数时必须使用实参，因为静态绑定不从base继承默认实参
    //但若以指针或引用调用则无需如此，因为动态绑定下该函数会从其base获取默认实参
｝

此继承体系如图所示：

那么考虑这些指针：

shape* ps；//静态类型为shape*
shape* pc = new circle；//同上
shape* pr = new rectangle;//同上

它们都被声明为pointer-to-shape类型，所以他们的静态类型都是shape*。

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怎样的行为。
动态类型一如其名，可以在程序执行过程中改变:

ps=pc;//ps的动态类型改为Circle*
ps=pr;//ps的动态类型改为Rectangle*

动态绑定与静态绑定

virtual函数本身通过动态绑定来执行（也就是说如何执行取决于对象的动态类型），但如果遇到了带有默认实参的virtual函数，这个时候问题来了。
virtual是动态绑定，而缺省参数值却是静态绑定。也就是说，你可能会在调用“一个定义于derived class内的virtual函数”的同时却使用了base class为它指定的缺省参数，举例而言，

pr->draw();//以为此时的默认实参是green
//但其实等价于调用rectangle::draw(shape::red);

何种原因造成了这种分裂机制

C++将默认实参设为静态绑定的原因在于运行期效率。如果缺省参数设置为动态绑定，那么编译器就必须在运行期为virtual函数决定适当的参数缺省值，而静态绑定在编译期就完成了决定。动态绑定默认实参过于缓慢和复杂。

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解决方案

 
就算严格遵守了本节所讲的内容，也未必就称得上最佳设计：

class shape｛
public：
    enum color｛red，green，blue｝；
    virtual void draw（color c = red) const = 0;
};
class rectangle:public shape{
public:
    virtual void draw(color c = red) const;//不再重定义
};

这种写法无疑造成了代码重复。更为重要的是，代码重复造成了相依性：一旦作为base class的Shape内的默认实参需要改变，则所有derived class都必须发生改变，否则就造成了重定义默认实参。因此我们必须考虑某种替代手法。

NVI

class Shape{
public：
    enum color｛red，green，blue｝；
    void draw（color c = red) const{
        doDraw(c);
    }
    ...
private:
    virtual void doDraw(color c) const = 0;
}
class rectangle:public shape{
private:
    virtual void draw(color c) const;
};

由于non-virtual不会被覆写，所以derived class继承得到的函数必然具备与base class相同的默认实参。

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总结

 
禁止重定义默认实参，因为它们是静态绑定，而virtual函数是动态绑定。