c多态性学习教案

1、会计学1c多态性多态性第1页/共53页多态的实现第2页/共53页 函数重载是多态性的一种简单形式，它是指允许在相同的作用域内，相同的函数名对应着不同的实现。 函数重载的条件是要求函数参数的类型或个数有所不同。对成员函数的重载有以下三种表达方式：1、在一个类中重载；2、在不同类中重载；3、基类的成员函数在派生类中重载。第3页/共53页具有相同名字的重载函数是在编译时区分的，有以下三种区分方法：1、根据参数的特征加以区别，例如： show(int, char); show (char*, float);2、使用类作用域符“:”加以区分，例如： Circle:show(); Point:show()

2、;3、根据类对象加以区分，例如： ()调用Circle:show() ()调用Point:show()第4页/共53页 除了函数重载这种简单形式之外，C+ 还提供了一种更为灵活的特征机制虚函数。 虚函数允许函数调用与函数体的联系在运行时才给出。当需要同一接口、多种实现时，这种功能显得尤其重要。 在讲述虚函数的概念之前，先介绍子类型及静态联编和动态联编的相关内容。第5页/共53页第6页/共53页第7页/共53页 例如：下面是指向基类对象的指针指向派生类对象，而访问从基类继承的成员的例子。 #include #include class B char name80; public: void pu

3、t_name(char *s) strcpy(name,s); void show_name() coutname“n”; ;第8页/共53页class D: public B char phone_num80; public: void put_phone(char *num) strcpy(phone_num,num); void show_phone() coutphone_numput_name(“Zhang Fang”); p=&Dobj; p-put_name(“Wang Ming”); /访问从基类继承的成员函数 (); (); dp=&Dobj; dp-put_

4、phone(“83768493”); /访问自己的成员 dp-show_phone(); p-show_phone(); /error / 指向基类指针不能访问派生类定 义的成员 (D *)P)-show_phone(); /强行类型转换第10页/共53页Zhang FangWang Ming8376849383768493 注意：希望用基类指针访问其公有派生类的特定成员，必须将基类指针用显式类型转换为派生类指针。根据类型适应性的原则，一个指向基类的指针可用来指向以公有派生的任何对象是C+ 实现运行时多态性的关键。第11页/共53页第12页/共53页第13页/共53页第14页/共53页第15页

5、/共53页第16页/共53页行阶段的多态性。由于动态关联是在编译以后的运行阶段进行的，因此也称为滞后关联(late binding)。第17页/共53页是在程序运行过程中才动态地确定操作所针对的对象。它又称运行时的多态性。动态多态性是通过虚函数(virtual function)实现的。第18页/共53页第19页/共53页第20页/共53页虚函数是一种非静态的成员函数，定义格式如下：virtual () /其中，virtual 是关键字。 如果某个类中的一个成员函数被说明为虚函数，该成员函数可能在派生类中存在着不同的实现版本。 由于存在有虚函数，编译器将进行动态联编，使调用虚函数的对象在运行时

6、确定，以实现动态联编的多态性。第21页/共53页例如：使用虚函数将上例改为动态联编的情况，将得到不同的结果#include class Base protected: int x; public: Base(int a) x=a; virtual void print() cout“Base ”x“n”; ;第22页/共53页class First_d: public Base public: First_d(int a): Base(a) virtual void print() cout“First derivationn”x“n”; ;class Second_d: public Bas

7、e public: Second_d(int a)=Base(a) virtual void print() cout“Second derivationn”xprint(); p=&obj2; p-print(); p=&obj3; p-print(); obj2.print(); obj3.print(); 运行结果： Base 1 First derivation 2 Second derivation 3 First derivation 2 Second derivation 3程序中，p-print();出现了三次，由于p 指向的对象不同，每次执行了print()

8、的不同实现版本。第24页/共53页1、在基类中，将该函数说明为虚函数(virtual)；2、定义基类的公有派生类；3、在基类的公有派生类中重载该虚函数；4、定义指向基类的指针变量，它指向基类的公有派生类的对象。 重载虚函数不是一般的重载函数，它要求函数名、返回类型、参数个数、参数类型和顺序完全相同。 由于对虚函数进行重载，因此，在派生类中的虚函数前的virtual关键字可以省略。第25页/共53页例如：下面是“单界面、多实现版本”概念的另一个程序例子#include class figure protected: double x,y; public: void set_dim(double

9、i; double j=0) x=i; y=j; virtual void show_area() cout“No area computation define ”; cout“for this class.n”; ;第26页/共53页class triangle: public figure public: void show_area() cout“Triangle with high”; coutx“and base”y; cout“has an ares of”; coutx*0.5*y; ;class square: public figure public: void show_

10、area() 第27页/共53页 cout“Square with dimension”; coutx“*”y; cout“has an area of”; coutx*y“n”; ;class circle: public figure public: void show_area() cout“Circle with radius”; coutx; cout“has an area of”; coutset_dim(10.0,5.0); p-show_area(); p= &s； p-set_dim(10.0,5.0); p-show_area(); p=&c; p-set

11、_dim(9.0); p-show_area(); 第29页/共53页第30页/共53页第31页/共53页第32页/共53页类中的所有成员函数都声明为虚函数。第33页/共53页第34页/共53页第35页/共53页纯虚函数是一种特殊的虚函数，是一种没有具体实现的虚函数，其定义格式如下：第36页/共53页Class D1 also is an abstract class.例如：下面举一个计算某些几何图形的面积之和的例子，以说明纯虚函数及抽象类的应用。例中各类之间的关系如下：ShapeTriangleRectangleCircleTrapezoidSquareApplicationMyProgra

12、m第37页/共53页# include Class ShapePublic: virtual double Area() const=0;class Circle: public Shape public: Circle(double r) R=r; double Area() const return 3.14*R*R; private: double R;第38页/共53页class Trapezoid: public Shape public: Trapezoid(double t, double b, double h) T=t; B=b; H=h; double Area() con

13、st return 0.5*(T+B)*H; private: double T,B,H;class Square: public Shape public: Square(double s) S=s; double Area() const return S*S; private: double S;第39页/共53页class Application public: double Compute(Shape *s ,int n) const;double Application:Compute(Shape *s , int n) const double sum=0; for(int i=

14、0; iArea(); return sum;第40页/共53页class MyProgram : public Application MyProgram(); Myprogram(); double Run(); private: Shape *S;MyProgram:MyProgram() S=new Shape *5; S0=new Triangle(3.0,5.0); S1=new Rectangle(5.0,8.0); S2=new Circle(8.5); S3=new Trapezoid(12.0,8.0,6.0); S4=new Square(6.8);第41页/共53页My

15、Program:MyProgram() for(int i=0; i5; i+) delete Si; /for(int i=0; i5; i+) delete S ;double MyProgram:Run() double sum=compute(S,5); return sum;void main() MyProgram M; cout“Areas sum=”M.Run()endl; 输出结果： Areas 第42页/共53页1、该程序定义了8个类，其关系如前图所示；2、类Shape 定义为抽象类，相当于Triangle 等5个类的根，Shape 类中定义纯虚函数Area()，在它的5个

16、派生类中定义其具体实现；3、在类Application 中定义了计算面积和的函数Compute()，在其派生类MyProgram 中定义Run()函数，以调用计算面积和函数Compute()。第43页/共53页该例说明的设计特点：类库和应用程序设计分开。几何图形面积类库建立抽象类，作为继承的层次结构中的公共根，方便图形的增添或减少。应用程序取决于用户需求，只需修改MyProgram 类的构造函数中的参数。第44页/共53页 抽象类包含一个或多个纯virtual函数，这些函数必须要在具体的派生类派生。 抽象类不能实例化对象。class character_device public: virtual int open(int opt)=0; virtual int close(int opt)=0; virtual int read(char *p, int n)=0; virtual int write(const char *p, int n)=0; virtual int ioct1(int )=0; virtual character_device() /virtual destructor;第45页/共53页第46页/共53页（4）如果在一个类中声明了纯虚函数，而在其派生类中没有对该