第十七章 多态 对象独立性

1、第十七章 多态 对象独立性1、什么是多态1.1 什么是多态一个动作具有不同的含义例如：篮球比赛中，教练下达“防守”命令，中锋和后卫的防守位置和动作各不相同；军训中，教官下达“集合”命令，每个人站的位置各不相同。 2、C+中的多态2.1 多态的实现方式静态绑定(static binding) 动态绑定(dynamic binding)1 2.2 静态绑定一个类存在同名函数，它们可以根据参数类型、参数个数、参数顺序加以区别(函数重载)例如：void print_arr(int * arr, int n); (1) void print_arr(double * arr, int n); (2)2.

2、2.1 静态绑定的特点在编译阶段就可以确定调用哪个函数例如：void main () int a = 1,2,3; double b = 1.1,2.2; print_arr(a, 3); /编译阶段即可确定调用函数(1) print_arr(b, 2); /编译阶段即可确定调用函数(2)2.3 动态绑定定义在一个类层次中的不同类的函数，他们具有相同名字和参数，根据指针指向的对象所在类来确定调用的函数。1 2.3.1 动态方式的特点只有当程序运行时才能确定调用哪个函数(运行期绑定)3.1 任务的提出设计一款游戏，玩家下达“攻击”命令后，己方步兵、坦克兵等向指定位置进行移动。3.2 设计士兵相关

3、的类步兵、坦克兵都是士兵的一种，因此可以将士兵设计为基类，步兵和坦克兵设计为士兵的派生类。class soldier /士兵类public:void move() /士兵移动 cout << “士兵移动 " <<endl; ;class tanker: public soldier /坦克兵类public: void move() cout << "开坦克移动 " <<endl;class foot_soldier : public soldier /步兵类public:void move() cout <&l

4、t; "两条腿移动" <<endl;1 3.3 设计攻击函数void attack (tanker * pt) /坦克兵发起攻击 pt->move(); void attack (foot_soldier * pb) /步兵发起攻击pb->move();3.4 玩家下发攻击指令void main()tanker t;foot_soldier f;attack(&t); /打印”开坦克移动”attack(&f); /打印”靠两条腿移动”3.5 问题的提出开发人员A负责维护攻击函数，A的问题是：坦克兵和步兵既然都是士兵，能否将现有的两个函

5、数合并为以下一个函数？void attack (soldier * ps) ps->move();如果通过基类指针ps可以访问派生类对象该多么方便：当ps指向坦克对象，则调用坦克类的move()；当ps指向步兵对象，则调用步兵类的move();3、为什么需要多态开发人员A希望获得如下效果：void main()tanker t;foot_soldier f;attack(&t); / 期望打印”开坦克移动”attack(&f); / 期望打印“靠两条腿移动”但实际结果是：士兵移动士兵移动1 3.6 问题原因foot_soldier f 的内存布局：soldier * ps

6、;foot_soldier f;ps = &f;ps->move();/ps是基类的指针，调用的是基类的move() 3.6 问题的解决使用虚函数在基类的函数前加上virtual关键字：class soldier /士兵类public: virtual void move() cout << “soldier move " <<endl; ;使用虚函数后，对象f的内存布局：派生类的move覆盖了基类的movesoldier * ps;foot_soldier f;ps = &f;ps->move();/ps调用的是foot_sold

7、ier:move() 3.7 使用虚函数的好处void attack (soldier * ps) ps->move();/通过基类指针就可以调用派生类的move 开发人员A只需专注于attack()流程的设计，至于坦克兵和步兵的move()如何实现则完全不用操心,甚至不关心谁会调用attack()。3.8 C+实现多态的方法通过基类指针调用虚函数。如： soldier * ps; tanker t; foot_soldier f; ps = & t; ps->move(); /调用tanker:move() ps = & f; ps->move(); /调用

8、foot_soldier:move()5、抽象类和纯虚函数5.1 问题的提出玩家通过“兵工厂”创造出的士兵不应该是soldier类的对象，只能是tanker类或foot_soldier类的对象，否则：soldier s;s.move();这个士兵到底是开坦克走还是靠两条腿走？5.2 解决之道-将soldier类改为抽象类class soldier /士兵类public:virtual void move() = 0; /士兵移动;5.2 什么是纯虚函数(pure virtual function)virtual void move() = 0; 说明：1、语法格式： virtual 函数类型

9、函数名称(参数列表) = 0;2、作用通知编译器，move的函数体只能由soldier的派生定义， soldier类不能定义move的函数体。3、特点包含虚函数的类无法创建对象(实例化)1 5.3 什么是抽象类(abstract class)包含纯虚函数的类称为抽象类soldier类定义为抽象类后有如下效果：soldier s;编译代码时报如下错误:'soldier' : cannot instantiate abstract class due to following members5.4 为什么需要抽象类soldier类的move()无法确定行动的方式，只能由soldie

10、r类的派生类确定。练习class base public :virtual void xfun()cout <<"base: xfun"<< endl;void yfun() cout << "base:yfun" << endl;class derived: public basepublic:void xfun()cout << "derived:xfun" << endl;void yfun()cout << "deri:yfun" <<endl;void main() /程序的执行结果是什么？ base