final和override关键字

八股文_C++基础面试题 0 2

参考回答

final 和 override 是 C++11 引入的两个关键字，用于增强面向对象编程中的继承机制，主要目的是提高代码的可读性和安全性，避免常见的继承误用问题。

final：用于防止类被继承或虚函数被重写。
override：用于显式标明某个成员函数是对基类中虚函数的重写，防止因函数签名不匹配导致的隐藏问题。

详细讲解与拓展

1. `final` 关键字

作用：
- 修饰类：阻止类被继承。
- 修饰虚函数：阻止派生类对该虚函数进行重写。

示例：修饰类

class Base final { // Base 类不能被继承
public:
  void display() {}
};

class Derived : public Base { // 错误！Base 是 final 类，不能被继承
};

示例：修饰虚函数

class Base {
public:
  virtual void func() final { // func() 不能被重写
      std::cout << "Base func" << std::endl;
  }
};

class Derived : public Base {
public:
  void func() { // 错误！不能重写 final 函数
      std::cout << "Derived func" << std::endl;
  }
};

注意事项：
- 类被 final 修饰后，其所有成员函数和虚函数都无法被继承。
- 使用 final 可以确保某些设计意图不被破坏，比如关键类和关键函数。

2. `override` 关键字

作用：
- 明确标明某个函数是重写基类中的虚函数。
- 编译器会检查函数签名是否正确，防止因签名不匹配导致的函数隐藏问题。

示例：正确使用 override

class Base {
public:
  virtual void func() { // 虚函数
      std::cout << "Base func" << std::endl;
  }
};

class Derived : public Base {
public:
  void func() override { // 明确标明重写基类函数
      std::cout << "Derived func" << std::endl;
  }
};

示例：避免隐藏错误

class Base {
public:
  virtual void func(int x) {
      std::cout << "Base func with int" << std::endl;
  }
};

class Derived : public Base {
public:
  void func() override { // 错误！函数签名不匹配，编译器会报错
      std::cout << "Derived func" << std::endl;
  }
};

未使用 override 的隐患：如果去掉 override，编译器不会报错，但会隐藏基类的虚函数，导致多态行为失效。

3. `final` 和 `override` 的结合使用

override 和 final 可以同时用于虚函数。

示例：

class Base {
public:
  virtual void func() { std::cout << "Base func" << std::endl; }
};

class Derived : public Base {
public:
  void func() final override { // 标明重写并禁止进一步重写
      std::cout << "Derived func" << std::endl;
  }
};

class SubDerived : public Derived {
public:
  void func() override { // 错误！Derived::func 是 final 的
      std::cout << "SubDerived func" << std::endl;
  }
};

4. 使用场景

final：
- 防止重要的类被扩展（如核心系统类、工具类）。
- 防止虚函数被错误地重写，保持函数行为的完整性。
override：
- 明确重写基类虚函数，防止因函数签名错误导致的隐藏问题。
- 提高代码可读性，明确标识多态行为。

5. 总结表

关键字	作用	常见场景
`final`	阻止类被继承，或阻止虚函数被派生类重写	保护关键类或函数，防止设计意图被破坏
`override`	显式标明重写基类虚函数，编译器检查函数签名是否匹配，防止隐藏问题	明确实现多态行为，提高代码可读性和安全性

注意事项

final 和 override 的语法规则：
- final 必须在函数声明中最后使用，紧跟在 override 之后（如果同时使用）。
- 正确示例：
```
void func() final override;
```
- 错误示例：
```
void func() override final; // 错误
```
兼容性问题：
- final 和 override 是 C++11 引入的特性，确保编译器支持 C++11 或更高标准。
强制多态设计：
使用 override 和 final 可以强制遵循多态设计规则，避免因函数签名不匹配或滥用继承引发的潜在问题。

总结

final：用来保护类和函数，防止不必要的继承和重写。
override：用来显式声明重写行为，防止函数签名不匹配导致的错误。

在 C++11 及以上版本中，合理使用这两个关键字可以显著提高代码的安全性、可读性和可维护性。

参考回答

详细讲解与拓展

1. final 关键字

2. override 关键字

3. final 和 override 的结合使用