多態(tài)性與虛函數(shù)

1、第第6章章 多態(tài)性與虛函數(shù)多態(tài)性與虛函數(shù) 6.1 多態(tài)性概述多態(tài)性概述 所謂多態(tài)性就是不同對象收到相同所謂多態(tài)性就是不同對象收到相同的消息時，產(chǎn)生不同的動作。的消息時，產(chǎn)生不同的動作。 直觀地說，多態(tài)性是指用一個名字直觀地說，多態(tài)性是指用一個名字定義不同的函數(shù)，這些函數(shù)執(zhí)行不同但定義不同的函數(shù)，這些函數(shù)執(zhí)行不同但又類似的操作，從而可以使用相同的調(diào)又類似的操作，從而可以使用相同的調(diào)用方式來調(diào)用這些具有不同功能的同名用方式來調(diào)用這些具有不同功能的同名函數(shù)。函數(shù)。 6.1.1 多態(tài)的分類多態(tài)的分類 C+中的多態(tài)性可以分為四類中的多態(tài)性可以分為四類: 參數(shù)多態(tài)參數(shù)多態(tài) 包含多態(tài)包含多態(tài) 重載多態(tài)重載多

2、態(tài) 強制多態(tài)。強制多態(tài)。 前面兩種統(tǒng)稱為通用多態(tài)，而后面兩前面兩種統(tǒng)稱為通用多態(tài)，而后面兩種統(tǒng)稱為專用多態(tài)。種統(tǒng)稱為專用多態(tài)。 6.1.2多態(tài)的實現(xiàn)多態(tài)的實現(xiàn) 多態(tài)從實現(xiàn)的角度來講可以劃分為兩類多態(tài)從實現(xiàn)的角度來講可以劃分為兩類:編譯時的多態(tài)編譯時的多態(tài)和和運行時的多態(tài)運行時的多態(tài)。 編譯時的多態(tài)編譯時的多態(tài)是通過靜態(tài)聯(lián)編來實現(xiàn)是通過靜態(tài)聯(lián)編來實現(xiàn)的。靜態(tài)聯(lián)編就是在編譯階段完成的聯(lián)編。的。靜態(tài)聯(lián)編就是在編譯階段完成的聯(lián)編。編譯時多態(tài)性主要是通過函數(shù)重載和運算編譯時多態(tài)性主要是通過函數(shù)重載和運算符重載實現(xiàn)的。符重載實現(xiàn)的。 運行時的多態(tài)運行時的多態(tài)是用動態(tài)聯(lián)編實現(xiàn)的。動是用動態(tài)聯(lián)編實現(xiàn)的。動態(tài)聯(lián)

3、編是運行階段完成的聯(lián)編。運行時多態(tài)聯(lián)編是運行階段完成的聯(lián)編。運行時多態(tài)性主要是通過虛函數(shù)來實現(xiàn)的。態(tài)性主要是通過虛函數(shù)來實現(xiàn)的。 6.2 虛函數(shù) 虛函數(shù)提供了一種更為靈活的多態(tài)虛函數(shù)提供了一種更為靈活的多態(tài)性機制。虛函數(shù)允許函數(shù)調(diào)用與函數(shù)體性機制。虛函數(shù)允許函數(shù)調(diào)用與函數(shù)體之間的聯(lián)系在運行時才建立，也就是在之間的聯(lián)系在運行時才建立，也就是在運行時才決定如何動作，即所謂的動態(tài)運行時才決定如何動作，即所謂的動態(tài)聯(lián)編。聯(lián)編。 6.2.1 虛函數(shù)的引入虛函數(shù)的引入 例例6.1 虛函數(shù)的引例虛函數(shù)的引例1。#includeclass Apublic: void show() coutA; ;class

4、B:public A public: void show() coutshow(); pc=&b; pc-show(); return 0; 6.2.2 虛函數(shù)的作用和定義虛函數(shù)的作用和定義 1.虛函數(shù)的作用 虛函數(shù)同派生類的結(jié)合可使C+支持運行時的多態(tài)性，實現(xiàn)了在基類定義派生類所擁有的通用接口，而在派生類定義具體的實現(xiàn)方法，即常說的“同一接口，多種方法”，它幫助程序員處理越來越復(fù)雜的程序。 例例6.3 虛函數(shù)的作用。虛函數(shù)的作用。#includeclass Base public: Base(int x,int y) a=x; b=y; virtual void show() /定義虛函數(shù)定

5、義虛函數(shù)show() coutBase-n; couta bendl; private: int a,b; ;class Derived : public Base public: Derived(int x,int y,int z):Base(x,y)c=z; void show() /重新定義虛函數(shù)重新定義虛函數(shù)show() cout Derived-n; coutcshow(); /調(diào)用基類調(diào)用基類Base的的show()版本版本 pc=&mc; pc-show(); /調(diào)用派生類調(diào)用派生類Derived的的show()版本版本 程序運行結(jié)果如下程序運行結(jié)果如下:Base-60 60De

6、rived-30 2. 虛函數(shù)的定義虛函數(shù)的定義定義虛函數(shù)的方法如下定義虛函數(shù)的方法如下:virtual 函數(shù)類型函數(shù)類型 函數(shù)名函數(shù)名(形參表形參表) / 函數(shù)體函數(shù)體 例6.4 虛函數(shù)的定義舉例。#includeclass Grandam public: virtual void introduce_self() / 定義虛函數(shù)introduce_self() coutI am grandam.endl; ;class Mother:public Grandam public: void introduce_self() / 重新定義虛函數(shù)introduce_self() coutI am

7、 mother.endl;class Daughter:public Mother public: void introduce_self() / 重新定義虛函數(shù)introduce_self() coutI am roduce_self();/調(diào)用基類調(diào)用基類Grandam的的introduce_self() ptr=&m; ptr-introduce_self();/ 調(diào)用派生類調(diào)用派生類Mother的的introduce_self() ptr=&d; ptr-introduce_self(); /調(diào)用派生類調(diào)用派生類 / Daughter的的introduce_se

8、lf() 6.2.4虛函數(shù)與重載函數(shù)的關(guān)系虛函數(shù)與重載函數(shù)的關(guān)系 在一個派生類中重新定義基類的虛函數(shù)是函數(shù)重載的另在一個派生類中重新定義基類的虛函數(shù)是函數(shù)重載的另一種形式，但它不同于一般的函數(shù)重載。一種形式，但它不同于一般的函數(shù)重載。 普通的函數(shù)重載時，其函數(shù)的參數(shù)或參數(shù)類型必須有所普通的函數(shù)重載時，其函數(shù)的參數(shù)或參數(shù)類型必須有所不同，函數(shù)的返回類型也可以不同。不同，函數(shù)的返回類型也可以不同。 當重載一個虛函數(shù)時，也就是說在派生類中重新定義虛當重載一個虛函數(shù)時，也就是說在派生類中重新定義虛函數(shù)時，要求函數(shù)名、返回類型、參數(shù)個數(shù)、參數(shù)的類型函數(shù)時，要求函數(shù)名、返回類型、參數(shù)個數(shù)、參數(shù)的類型和順序

9、與基類中的虛函數(shù)原型完全相同。和順序與基類中的虛函數(shù)原型完全相同。 如果僅僅返回類型不同，其余均相同，系統(tǒng)會給出錯誤如果僅僅返回類型不同，其余均相同，系統(tǒng)會給出錯誤信息信息; 若僅僅函數(shù)名相同，而參數(shù)的個數(shù)、類型或順序不同，若僅僅函數(shù)名相同，而參數(shù)的個數(shù)、類型或順序不同，系統(tǒng)將它作為普通的函數(shù)重載，這時將丟失虛函數(shù)的特性。系統(tǒng)將它作為普通的函數(shù)重載，這時將丟失虛函數(shù)的特性。6.3 純虛函數(shù)和抽象類純虛函數(shù)和抽象類 6.3.1 純虛函數(shù)純虛函數(shù) 純虛函數(shù)是一個在基類中說明的虛函純虛函數(shù)是一個在基類中說明的虛函數(shù)，它在該基類中沒有定義，但要求在數(shù)，它在該基類中沒有定義，但要求在它的派生類中必須定義

10、自己的版本，或它的派生類中必須定義自己的版本，或重新說明為純虛函數(shù)。重新說明為純虛函數(shù)。 純虛函數(shù)的定義形式如下純虛函數(shù)的定義形式如下: virtual 函數(shù)類型函數(shù)類型 函數(shù)名函數(shù)名(參數(shù)表參數(shù)表)=0; 例例6.9純虛函數(shù)的使用。純虛函數(shù)的使用。#includeclass Circle public: void setr(int x) r=x; virtual void show()=0; / 純虛函數(shù)純虛函數(shù)protected: int r;class Area:public Circlepublic: void show() coutArea is 3.14*r*rendl; / 重定義虛函數(shù)重定義虛函數(shù)show( )class Perimeter:public Circlepublic: void show()coutPerimeter is 2*3.14*rshow(); ptr=&ob2;