Effective C++: 避免遮掩继承而来的名称

这是 Effective C++ 的第 33 个条款，Avoid hiding inherited names，中文翻译为：避免遮掩继承而来的名称。

在 C++ 中，名称遮蔽指的是在内层作用域中声明的名称，会遮掩外层作用域中的同名名称。例如：

int x = 10; // Global 作用域

void someFunc() {
    double x = 5.0; // local 作用域
    std::cin >> x;    // 读取的是 local 变量 double x
                      // global 作用域的 int x 在这里被遮掩了
}

cpp

继承关系也可以看作一种作用域嵌套，Derived (派生类) 的作用域嵌套在 Base (基类) 的作用域中。继承中的名称遮蔽规则为当派生类定义了一个与其基类同名的成员（无论是成员变量还是成员函数）时，这个派生类成员会遮掩掉基类中所有同名的成员。注意：

遮掩所有同名成员：只要名称相同，基类中所有同名成员（即使它们是不同参数列表的重载函数）都会被遮掩。
与参数和 virtual 无关：遮掩规则只看名称，不看函数的参数列表、返回类型或是否为 virtual。

文中举了一个具体的例子：

class Base {
public:
    virtual void mf1() = 0;
    virtual void mf1(int x); // mf1 被重载
    
    void mf3();
    void mf3(double x); // mf3 被重载
    ...
};

class Derived : public Base {
public:
    virtual void mf1(); // 重写(override)了 Base::mf1()
    void mf3();         // 定义了 Derived::mf3()
    ...
};

// --- 客户端代码 ---
Derived d;
int x = 10;

d.mf1();   // 没问题, 调用 Derived::mf1()
d.mf1(x);  // 编译错误
d.mf3();   // 没问题, 调用 Derived::mf3()
d.mf3(x);  // 编译错误 (x 会被隐式转换为 double)

cpp

在上面的例子中，Derived 类中的 mf1() 和 mf3() 成员函数分别遮掩了 Base 类中所有同名的重载版本。因此，尝试调用 d.mf1(x); 和 d.mf3(x); 会导致编译错误，因为编译器找不到匹配的函数。在 public 继承下，这几乎总是不是我们想要的行为。public 继承意味着 “is-a” (是一种) 关系，派生类理应继承基类的所有接口。名称遮掩破坏了这种关系。

对于这个问题，主要有两种解决方法：

使用 using 声明。使用 using 声明可以将基类中所有同名的成员拉到派生类的作用域中，这是最常用且推荐的方法。

class Derived : public Base {
public:
    // 将 Base 中所有名为 mf1 的成员引入 Derived 的 public 作用域
    using Base::mf1; 
    
    // 将 Base 中所有名为 mf3 的成员引入 Derived 的 public 作用域
    using Base::mf3; 

    virtual void mf1(); // 依然重写 Base::mf1()
    void mf3();         // 重载(overload)了 Base::mf3() 和 Base::mf3(double)
    ...
};

// --- 客户端代码 (现在可以正常工作) ---
Derived d;
int x = 10;

d.mf1();   // 没问题, 调用 Derived::mf1()
d.mf1(x);  // 没问题，调用 Base::mf1(int)

d.mf3();   // 没问题, 调用 Derived::mf3()
d.mf3(x);  // 没问题，调用 Base::mf3(double)

cpp

using Base::mf1; 告诉编译器，把 Base 中所有叫 mf1 的东西都看作 Derived 作用域的一部分。现在 Derived 的作用域中同时有了 Base::mf1()、Base::mf1(int) 和 Derived::mf1()。根据C++的重载和重写规则：Derived::mf1() 重写了 Base::mf1()。Base::mf1(int) 依然可见，成为 Derived 接口的一部分。mf3 同理。

在某些特殊情况下，例如不想继承基类的所有重载版本（比如在 private 继承中，using 声明会使基类成员在派生类中变为 public），你可以使用转交函数。转交函数是派生类中定义的一个内联函数，它只是简单地调用它想继承的那个基类版本。

class Base {
public:
    virtual void mf1(int x);
    ...
};

// 假设我们只想暴露 mf1(int) 版本
class Derived : public Base {
public:
    // 只重写无参数版本
    virtual void mf1() { ... } 
    
    // 用转交函数“继承” mf1(int)
    void mf1(int x) {
        Base::mf1(x); // 显式调用 Base 的版本
    }
};

cpp