为什么是“虚拟”？对于派生类中的重写方法是可选的吗？

Question

当一个方法在类中被声明为virtual时，其在派生类中的重写也自动被视为virtual，并且C++语言使该关键字virtual code> 在这种情况下是可选的：

class Base {
    virtual void f();
};
class Derived : public Base {
    void f(); // 'virtual' is optional but implied.
};

我的问题是：使 virtual 成为可选的理由是什么？

我知道编译器并不是绝对有必要被告知这一点，但我认为如果编译器强制执行这样的约束，开发人员将会受益。

例如，有时当我阅读其他人的代码时，我想知道一个方法是否是虚拟的，我必须追踪它的超类来确定这一点。一些编码标准 (Google) 实现了这一点“必须”将 virtual 关键字放入所有子类中。

Answer 1

是的，在这种情况下让编译器强制执行虚拟确实会更好，而且我同意这是为了向后兼容性而维护的设计错误。

然而，如果没有它，有一个技巧是不可能的：

class NonVirtualBase {
  void func() {};
};

class VirtualBase {
  virtual void func() = 0;
};

template<typename VirtualChoice>
class CompileTimeVirtualityChoice : public VirtualChoice {
  void func() {}
};

有了上面的内容，我们就可以在编译时选择是否需要 func 的虚拟性：

CompileTimeVirtualityChoice<VirtualBase> -- func is virtual
CompileTimeVirtualityChoice<NonVirtualBase> -- func is not virtual

...但同意，对于寻求函数虚拟性的成本来说，这只是一个小小的好处，而我自己，我总是尝试在任何适用的地方输入 virtual 。

Answer 2

作为相关说明，在 C++0x 中，您可以选择通过新的属性语法强制执行显式覆盖。

struct Base {
  virtual void Virtual();
  void NonVirtual();
};

struct Derived [[base_check]] : Base {
  //void Virtual(); //Error; didn't specify that you were overriding
  void Virtual [[override]](); //Not an error
  //void NonVirtual [[override]](); //Error; not virtual in Base
  //virtual void SomeRandomFunction [[override]](); //Error, doesn't exist in Base
};

您还可以通过 [[hiding]] 属性指定何时隐藏成员。它使您的代码变得更加冗长，但它可以在编译时捕获许多恼人的错误，就像您使用 void Vritual() 而不是 void Virtual() 并且当您打算覆盖现有函数时，最终引入了一个全新的函数。

Answer 3

设计上的弱点，我同意。
我还认为，如果两个不同的事情有不同的语法，那就太好了：

1. 声明虚拟函数。即派生类中可能被重写的函数。 （这个东西实际上在vtable中添加了一个新的函数条目。）
2. 重写派生类中的虚拟函数。

根据当前的 C++ 规则，当重写函数时，很容易搞砸事情。如果您输入了错误的函数名称（或者在其参数列表中犯了错误），那么您实际上会执行 (1) 而不是 (2)。

并且您没有错误/警告。只需在运行时获得惊喜即可。

Answer 4

由于该语言无法强制执行“良好”风格，因此 C++ 通常甚至不会尝试。至少在我看来，在任何情况下，包含这样的冗余说明符是否是一种好的风格还有待商榷（就我个人而言，我讨厌它们在那里）。

Google 的（至少部分）编码标准在某些情况下可能有意义，但就 C++ 的总体情况而言，通常最多被认为是平庸的建议。在某种程度上，他们甚至承认——他们公开声明的其中一些只是为了适应他们的旧代码。其他部分他们不那么直接承认，并且（完全诚实地）该论点无论如何都不会支持他们的某些标准（即其中一些似乎缺乏真正的理由）。

Answer 5

这是一个很好的问题，而且我当然同意，如果某个方法已在基类中声明为 virtual，则在派生类中重新声明该方法是一种很好的风格。虽然有些语言将风格融入到语言中（例如 Google Go，以及某种程度上的 Python），但 C++ 并不是其中之一。虽然编译器当然有可能检测到派生类没有对基类中声明为“虚拟”的内容重用关键字“virtual”（或者更重要的是，派生类声明了一个与基类并且它尚未在基类中声明为虚拟），事实上，许多编译器都有设置在发生这种情况时发出警告（甚至错误消息）。但在现阶段，在语言中提出这样的要求是不切实际的，因为存在太多不那么严格的代码。此外，开发人员始终可以选择比语言更严格的规则，并且可以调高编译器警告级别。