C++中函数重载(Overload)和覆盖(Override)的区别?(编译期与运行期的多态)

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重载发生在同一作用域内,依据参数列表不同在编译期绑定;覆盖要求继承关系、虚函数及签名完全一致,运行期通过 vtable 动态分派。

C++ 中函数重载 (Overload) 和覆盖 (Override) 的区别?(编译期与运行期的多态)

重载(Overload)只发生在同一个 作用域

重载是编译器在 ** 同一作用域 **(比如同一个类或同一个命名空间)里,根据函数名相同但参数列表不同(类型、数量、顺序),在编译期就决定调用哪个版本。返回类型不参与重载判断,const 修饰符在参数为引用或指针时会影响重载匹配。

常见错误现象:void func(int)void func(const int) 不构成重载(const int 是顶层 const,形参等价);但 void func(int&)void func(const int&) 可以重载。

  • 必须在同一作用域:不能跨类、不能跨命名空间自动重载
  • 编译期绑定:没有虚函数机制,不涉及对象实际类型
  • 不关心继承关系:基类和派生类里的同名函数若参数不同,但没用 using 引入,派生类会隐藏基类所有同名重载

覆盖(Override)要求严格的继承 + 虚函数条件

覆盖是运行期多态的基础,必须同时满足:函数在基类中是 virtual 的、派生类中函数签名(含返回类型协变、const、引用限定符)完全一致、且使用 override 关键字(推荐)显式声明。否则可能意外变成重载或隐藏。

典型陷阱:virtual void foo(int) 在派生类写成 void foo(int) const —— 这不是覆盖,而是新函数(因 const 限定符不同导致签名不匹配),编译器不会报错,但动态调用仍走基类实现。

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  • 必须有继承关系,且基类函数带 virtual
  • 派生类函数不能减少访问权限(如基类 public,派生类不能写 private
  • 返回类型可以协变(如基类返回 Base*,派生类可返回 Derived*),但参数类型、数量、顺序、const 与引用限定符必须严格一致

编译期多态靠重载,运行期多态靠覆盖

重载解决的是“** 该用哪个函数 **”的问题,在编译时由静态类型 + 参数推导决定;覆盖解决的是“** 该调用哪个对象的实现 **”的问题,在运行时通过虚函数表(vtable)查表跳转。两者机制完全不同,混用容易出错。

性能影响:重载无额外开销;覆盖有虚调用成本(间接跳转 + 可能破坏内联),但现代编译器对最终派生类单态调用常能 devirtualize 优化掉。

  • std::sort 模板函数大量依赖重载(如不同迭代器类型、不同比较谓词)
  • GUI 框架中 Widget::paint() 被各子类 override,运行时根据实际对象类型分发
  • 误把覆盖写成重载后,Base* p = new Derived(); p->foo(); 仍调基类,行为静默异常

如何一眼识别是重载还是覆盖?看调用表达式的静态类型和函数声明位置

如果调用点左侧对象 / 指针的 ** 静态类型 ** 和函数声明所在类不一致(比如 Base* 指向 Derived 对象),且函数是 virtual 的——那就是覆盖;如果只是同一类里多个 func(……) 声明参数不同,就是重载。

最容易被忽略的一点:C++11 起强烈建议在派生类函数后加 override。它不是可选修饰,而是编译器检查契约的强制开关。没加 override 却自以为是覆盖,是最常见的多态失效原因。

class Base {public: virtual void draw() {/* …… */} }; class Derived : public Base {public: void draw() override {/* OK, 编译器校验签名 */} // void draw(int) {/* 这是重载,不是覆盖,也不报错 */} // void draw() const { /* 错误:签名不匹配,加 override 后编译失败 */} };
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