第6章多态性和虚函数.ppt

1、第6章 多态性和虚函数,6.1 多态性,多态性、封装性和继承性构成了面向对象程序设计的三大特性。 多态性是指发出同样的消息被不同类型的对象接收时导致完全不同的行为。即对应相同的函数名，却执行了不同的函数体。这种把函数名与其具体的实现代码相联系的过程，称为联编。 按照联编进行的阶段的不同，可以分为静态联编和动态联编。 这两种联编过程分别对应着多态的两种实现方式：编译时多态、运行时多态。,6.1.1 编译时多态 静态联编,静态联编是在程序开始运行之前进行。在编译、连接过程中，系统就可以根据类型匹配等特征确定某一个同名标识到底是要调用哪一段程序代码。 编译时多态通过函数重载实现。函数重载的两种方式：

2、 在同一类中重载：同名的成员函数，根据参数个数、类型不同，自动予以区别。 基类成员函数在派生类中的重载。 静态联编有时会出现一些意想不到的结果，请看下面的例子。,#include class Point public: Point(double i, double j) x=i; y=j; double Area( ) const return 0.0; private: double x, y; ;,class Rectangle:public Point public: Rectangle(double i, double j, double k, double l); double Ar

3、ea( ) const return w*h; private: double w, h; ; Rectangle:Rectangle(double i, double j, double k, double l):Point(i, j) w=k; h=l; ,void main( ) Rectangle rec(3.0, 5.2, 15.0, 25.0); Point *prtP= 该程序的运行结果为： 0 输出结果表明基类指针ptrP 指向派生类对象，然而此时ptrP-Area( )调用的是基类的Area( )函数，因为通过基类指针只能取得派生类中从基类继承的数据与函数。,6.1.2 运行

4、时多态动态联编,从上例中可以看出，静态联编时，通过基类指针只能取得派生类中从基类继承的数据与函数。如果我们需要通过基类的指针得到派生类对象中成员函数的调用，能够实现吗？答案是肯定的，通过虚函数可以达到这个目的，从而实现程序的运行时多态,6.2 虚函数,虚函数是动态联编的基础。虚函数是成员函数，而且是非static的成员函数。,6.2.1 虚函数,virtual 类型说明符 函数名(参数表) 其中，被关键字virtual说明的函数称为虚函数。 如果某类中的一个成员函数被说明为虚函数，这就意味着该成员函数在派生类中可能有不同的实现。通过基类指针可以访问派生类对象成员函数。,【例6-2】通过基类指针

5、可以访问派生类对象成员函数,#include class Point public: Point(double i, double j) x=i; y=j; virtual double Area( ) const return 0.0; private: double x, y; ;,class Rectangle:public Point public: Rectangle(double i, double j, double k, double l); /double Area( ) const return w*h; virtual double Area( ) const retur

6、n w*h; private: double w, h; ;,Rectangle:Rectangle(double i, double j, double k, double l):Point(i, j) w=k; h=l; void fun(Point ,程序运行结果： 375.0 通过这个例子可以看到，派生类中对基类的虚函数进行替换时，要求派生类中说明的虚函数与基类中的被替换的虚函数之间满足如下条件： 1 与基类的虚函数有相同的名称。 2 与基类的虚函数有相同的参数个数及相同的对应参数类型。 3 与基类的虚函数有相同的返回值。 如果从名称、参数及返回值三个方面检查之后，派生类的函数满足了上

7、述条件，就被自动确定为虚函数，可以不必加virtual显式说明。,派生类中对基类的虚函数进行替换时，要求派生类中说明的虚函数与基类中的被替换的虚函数之间满足如下条件： 1 与基类的虚函数有相同的名称。 2 与基类的虚函数有相同的参数个数及相同的对应参数类型。 3 与基类的虚函数有相同的返回值。 如果从名称、参数及返回值三个方面检查之后，派生类的函数满足了上述条件，就被自动确定为虚函数，可以不必加virtual显式说明。,【例6-3】动态多态举例,#include class A public: virtual void act1( ); void act2( ) act1( ); this-a

8、ct1( ); A:act1( ); ;,void A:act1( ) coutA:act1( ) called.endl; class B : public A public: void act1( ); ; void B:act1( ) coutB:act1( ) called.endl; void main( ) B b; b.act2( ); ,【例6-4】在构造函数中调用虚函数。,#include class A public: A( ) virtual void f( ) coutA:f( ) called.n; ; class B : public A public: B( )

9、f( ); void g( ) f( ); ;,class C : public B public: C( ) virtual void f( ) coutC:f( ) called.n; ; void main( ) C c; c.g( ); 上面程序的输出结果是： A:f( ) called. C:f( ) called.,6.2.2 纯虚函数,纯虚函数是一种特殊的虚函数，定义纯虚函数的一般格式为： class virtual 类型 函数名(参数表)=0; ; 在许多情况下，在基类中不能对虚函数给出有意义的实现，它的实现留给该基类的派生类去做，这就是纯虚函数。,【例6-5】纯虚函数举例。,

10、#include class point public: point(int i=0, int j=0) x0=i; y0=j; virtual void set( ) = 0; virtual void draw( ) = 0; protected: int x0, y0; ;,class line : public point public: line(int i=0, int j=0, int m=0, int n=0):point(i, j) x1=m; y1=n; void set( ) coutline:set( ) called.n; void draw( ) coutline:

11、draw( ) called.n; protected: int x1, y1; ;,class ellipse : public point public: ellipse(int i=0, int j=0, int p=0, int q=0):point(i, j) x2=p; y2=q; void set( ) coutellipse:set( ) called.n; void draw( ) coutellipse:draw( ) called.n; protected: int x2, y2; ;,void drawobj(point *p) p-draw( ); void seto

12、bj(point *p) p-set( ); ,void main( ) line *lineobj = new line; ellipse *elliobj = new ellipse; drawobj(lineobj); drawobj(elliobj); coutendl; setobj(lineobj); setobj(elliobj); coutnRedraw the object.n; drawobj(lineobj); drawobj(elliobj); ,6.2.3. 抽象类,带有纯虚函数的类是抽象类。抽象类的主要作用是通过它为一个类族建立一个公共的接口，使它们能够更有效地发挥

13、多态特性。 抽象类只能作为基类来使用，其纯虚函数的实现由派生类给出。如果派生类没有给出全部纯虚函数的实现，只是继承基类的纯虚函数，则这个派生类仍然还是一个抽象类。如果派生类中给出了基类所有纯虚函数的实现，则该派生类就不再是抽象类了，而是一个可以创建对象的具体类了。 抽象类不能实例化，即不能声明一个抽象类的对象。但是，我们可以声明一个抽象类的指针和引用。通过指针或引用，我们就可以指向并访问派生类对象，进而访问派生类的成员，这种访问是具有多态特征的。,6.2.4 虚析构函数,在析构函数前面加上关键字virtual进行说明，称该析构函数为虚析构函数。 如果一个基类的析构函数被说明为虚析构函数，则它的

14、派生类中的析构函数也是虚析构函数，不管它是否使用了关键字virtual进行说明。 说明虚析构函数的目的在于在使用delete运算符删除一个对象时，能保证析构函数被正确地执行。,【例6-6】虚析构函数举例。,#include class A public: virtual A( ) coutA:A( ) Called.n; ; class B : public A public: B(int i) buf = new chari; ,virtual B( ) delete buf; coutB:B( ) Called.n; private: char * buf; ;,void fun(A *a) delete a; void main( ) A