为什么必须从继承的类重新声明虚函数？

Question

我正在开发一个简单的 C 程序，并且很难理解我遇到的编译器错误。该问题是由于我尝试从基类创建派生类引起的。我在下面发布了具有相同结构的代码，但更改了名称。

BaseClass.h

#ifndef BASECLASS_H
#define BASECLASS_H

class BaseClass {

    public:
        BaseClass(void);

        virtual int method1(void) = 0;
        virtual int method2(void) = 0;
        virtual float method3(void) = 0;

};

#endif // BASECLASS_H

DerivedClass.h

#ifndef DERIVEDCLASS_H
#define DERIVEDCLASS_H

#include "DerivedClass.h"

class DerivedClass: public BaseClass
{

    public:
        DerivedClass(void);     
};

#endif // DERIVEDCLASS_H

派生类.cpp

#include "DerivedClass.h"

DerivedClass::DerivedClass(void)
{
}

int DerivedClass::method1(void)
{
  // TODO
} 

int DerivedClass::method2(void)
{
  // TODO
}

float DerivedClass::method3(void) 
{
  // TODO
}

在尝试编译此代码时，所有虚拟方法都会出现以下错误：

no 'int DerivedClass::methodX()' member function declared in class 'DerivedClass'

一旦我在“衍生类”中声明了这些方法，错误就会消失，因为编译器现在知道这些方法了。

然而，我很困惑。为什么有必要重新声明派生类中的纯虚函数？当我#包括派生类. h时，它将自动包括BaseClass. h，因此我认为我的DerivedClass.cpp应该完全了解这些方法。我做了什么不正确的事情吗？

Answer 1

重写的虚方法必须在基类中派生的一个非常不直观的原因是C允许类的不同部分放在不同的文件中，不同的翻译单元中。

对于其他一些语言(我正朝着Java的方向看)，单个类必须放在单个文件中。对于C来说，这是不正确的。一个类在一个翻译单元中声明它的一些方法，而在另一个翻译单元中声明其他方法是完全合法的，这些方法可能在某个不同目录的文件中。

每个这样的文件都会单独和单独编译。编译一个翻译时，C 编译器不知道可能包含同一类的其他部分的任何其他翻译单元、任何其他文件。

现在让我们假设您可以从类声明中省略重写的虚拟方法。这就产生了一个直接的问题：在编译类的构造函数时，编译器需要知道该类是否重写了任何超类中的任何虚拟方法，以便正确地为正在构建的类组装虚拟表调度。如果没有显式声明，编译器无法知道其他翻译单元是否可以定义重写的虚拟方法。

这就是为什么重写的虚方法必须显式包含在类的声明中。总之：因为C正式指定了第9阶段，即链接阶段，在早期阶段进行的实际编译中，重写的方法必须显式声明。

Answer 2

在派生类中声明方法时，对编译器说：

我想在这个类中重写这个方法

因此，如果您没有在派生类中声明方法，则说：

我不想覆盖这个方法；派生类的实现与基类中的实现相同

在您的情况下，基类将它们声明为纯虚拟的，因此在这种情况下，它可以被解释为:

我不想在这个类中实现这个方法

如果你试图定义一个方法却不声明它，你就自相矛盾了。编译器会检测到这一点(以防止您自己的疏忽)。

Answer 3

这样不行。您需要声明要定义的方法，无论它们是否覆盖虚拟方法。

这不仅仅是对语言的不合理要求。如果没有这个，您将无法定义部分虚拟类，即，您可以拥有BaseSubtype，它具有方法1（）的通用实现，但需要从中派生的类来实现方法2（）和方法3（）