多態(tài)性與虛函數(shù)課件

多態(tài)性與虛函數(shù)多態(tài)性與虛函數(shù)1函數(shù)重載與靜態(tài)聯(lián)編voidprint(char)voidprint(int)voidprint(float)voidprint(char*)……print("Hello,overload!");函數(shù)重載與靜態(tài)聯(lián)編voidprint(char)2函數(shù)重載與靜態(tài)聯(lián)編classMyClass{ public: MyClass(); MyClass(inti); MyClass(charc););MyClassc2(34);函數(shù)重載與靜態(tài)聯(lián)編classMyClass{3靜態(tài)聯(lián)編與動(dòng)態(tài)聯(lián)編?kù)o態(tài)聯(lián)編:在編譯時(shí)就能夠確定調(diào)用哪個(gè)函數(shù)動(dòng)態(tài)聯(lián)編在運(yùn)行時(shí)才能夠動(dòng)態(tài)確定調(diào)用哪個(gè)函數(shù)靜態(tài)聯(lián)編與動(dòng)態(tài)聯(lián)編?kù)o態(tài)聯(lián)編:4動(dòng)態(tài)聯(lián)編的基礎(chǔ)C++允許指向基類(lèi)的指針可以指向其派生類(lèi)的對(duì)象(downcasting)base*pObj; //base是一個(gè)基類(lèi)derivedderivedObj; //derived是base的派生類(lèi)pObj=&derivedObj; //基類(lèi)指針可以指向派生類(lèi)對(duì)象動(dòng)態(tài)聯(lián)編的基礎(chǔ)C++允許指向基類(lèi)的指針可以指向其派生類(lèi)的對(duì)象5downcasting帶來(lái)的問(wèn)題classbase{ //......

intfunction();};classderived:publicbase{ //...... intfunction();};pObj->function(); //調(diào)用哪個(gè)函數(shù)?downcasting帶來(lái)的問(wèn)題classbase{6問(wèn)題的解決--virtualclassbase{ //......

virtualintfunction();};classderived:publicbase{ //...... intfunction();};pObj->function();//根據(jù)pObj所指的對(duì)象正確調(diào)用相應(yīng)函數(shù) 問(wèn)題的解決--virtualclassbase{7虛函數(shù)的含義是一個(gè)類(lèi)的成員函數(shù)可以為派生類(lèi)對(duì)象使用，是所有對(duì)象的通用實(shí)現(xiàn)派生類(lèi)可以通過(guò)編寫(xiě)自己的成員函數(shù)來(lái)替代基類(lèi)的虛函數(shù)，這種替代是基類(lèi)預(yù)見(jiàn)到的、默認(rèn)的、甚至是贊成的。虛函數(shù)的含義是一個(gè)類(lèi)的成員函數(shù)8虛函數(shù)舉例學(xué)生（Student）本科生(UndeGrad)研究生(PostGrad)碩士研究生(MastCand)博士研究生(DoctCand)虛函數(shù)舉例學(xué)生（Student）本科生研究生碩士研究生博士研9classStudent{protected: charname[30]; intage; //......public:

virtualvoidSelectCourse(); //選課

virtualintCalculateCredit(); //計(jì)算總學(xué)分 //...};classStudent{10//UndeGrad沒(méi)有重新實(shí)現(xiàn)兩個(gè)虛函數(shù)，//它使用基類(lèi)的實(shí)現(xiàn)classUndeGrad:publicStudent{ //......public: voidPractice(); //工程實(shí)踐 //...};//UndeGrad沒(méi)有重新實(shí)現(xiàn)兩個(gè)虛函數(shù)，11//PostUndeGrad重新實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)虛函數(shù)classPostGrad:publicStudent{ //...... intsuperVisorID; //導(dǎo)師public:

voidSelectCourse(); //選課 intCalculateCredit(); //計(jì)算總學(xué)分 //...};//PostUndeGrad重新實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)虛函數(shù)12//MasterCand使用PostGrad提供的虛函數(shù)classMasterCand:publicPostGrad{ //...... public: //...};//MasterCand使用PostGrad提供的虛函數(shù)13//DoctorCand重新實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)虛函數(shù)classDoctorCand:publicPostGrad{ //...... public: voidSelectCourse(); //選課 intCalculateCredit(); //計(jì)算總學(xué)分 //...};//DoctorCand重新實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)虛函數(shù)14voidmain(){ Student*s;

//程序運(yùn)行過(guò)程中動(dòng)態(tài)創(chuàng)建學(xué)生對(duì)象，可能是以下各種語(yǔ)句 // s=newUndeGrad(); // s=newPostGrad(); // s=newDoctCand();

s=newMasterCand(); s->SelectCourse(); //調(diào)用PostGrad::Selectcourse()}voidmain()15virtual的含義virtual只在類(lèi)繼承時(shí)才發(fā)揮作用virtual告訴編譯器，它所修飾的函數(shù)需要?jiǎng)討B(tài)聯(lián)編（dynamicbinding）。在調(diào)用該函數(shù)時(shí)，需要根據(jù)對(duì)象的實(shí)際類(lèi)型決定使用類(lèi)繼承層次中哪個(gè)類(lèi)的成員函數(shù)virtual的含義virtual只在類(lèi)繼承時(shí)才發(fā)揮作用16使用虛函數(shù)的例子//students存放所有學(xué)生的信息 Student*students[300]; //指針數(shù)組 intstudNum; //學(xué)生數(shù)目//在程序運(yùn)行過(guò)程中動(dòng)態(tài)建立了num個(gè)學(xué)生對(duì)象//students[studNum++]=newDoctCand();//students[studNum++]=newUndeGrad();//......使用虛函數(shù)的例子//students存放所有學(xué)生的信息17使用虛函數(shù)的例子//所有學(xué)生選課voidStudentSelectCourse(){ for(inti=0;i<studNum;i++) students[i]->SelectCourse()}使用虛函數(shù)的例子//所有學(xué)生選課18voidStudentSelectCourse(){ for(inti=0;i<studNum;i++) { switch(student[i]->type){ caseGRAD: //本科生 student[i]->UndeGrad::SelectCourse();break; casePOST: //研究生 student[i]->PostGrad::SelectCourse();break; caseDOCT: //博士生 student[i]->DoctCand::SelectCourse();break; //......}不用虛函數(shù)機(jī)制的程序非常復(fù)雜voidStudentSelectCourse()不用虛19虛函數(shù)帶來(lái)的好處簡(jiǎn)化程序可以編寫(xiě)為多種不同對(duì)象類(lèi)型正確工作的代碼方便維護(hù)類(lèi)層次的修改、實(shí)現(xiàn)的修改產(chǎn)生的影響小是多態(tài)性的語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)虛函數(shù)帶來(lái)的好處簡(jiǎn)化程序20多態(tài)性含義：一個(gè)對(duì)象在其生存期內(nèi)可以具有多種形態(tài)一種調(diào)用可以有多種執(zhí)行方式作用：讓使用和實(shí)現(xiàn)分開(kāi)，實(shí)現(xiàn)了一定的封裝簡(jiǎn)化了程序設(shè)計(jì)，高層操作和低層操作分開(kāi)多態(tài)性含義：21多態(tài)性的好處voidStudentSelectCourse(){ for(inti=0;i<studNum;i++) students[i]->SelectCourse()}復(fù)雜的實(shí)現(xiàn)多態(tài)性的好處voidStudentSelectCours22特殊的虛函數(shù)虛析構(gòu)函數(shù)保證了對(duì)象的正確釋放純虛函數(shù)必須由派生類(lèi)定義的虛函數(shù)特殊的虛函數(shù)虛析構(gòu)函數(shù)23析構(gòu)函數(shù)voidRemoveAllStudents(){ for(inti=0;i<studNum;i++) deletestudents[i];}調(diào)用析構(gòu)函數(shù)Student::~Student()析構(gòu)函數(shù)voidRemoveAllStudents()調(diào)用24虛析構(gòu)函數(shù)classUndeGrad:Student{ //...

char*somePersonalInfo; public: UndeGrad(); ~UndeGrad();

//......其它操作函數(shù)};

派生類(lèi)中動(dòng)態(tài)分配了空間虛析構(gòu)函數(shù)classUndeGrad:Student25虛析構(gòu)函數(shù)classStudent{ //... public: Student(); virtual~Student(); //......其它操作函數(shù)};

定義虛析構(gòu)函數(shù)虛析構(gòu)函數(shù)classStudent{定義虛析構(gòu)函數(shù)26虛析構(gòu)函數(shù)voidRemoveAllStudents(){ for(inti=0;i<studNum;i++) deletestudents[i];}調(diào)用正確的析構(gòu)函數(shù)虛析構(gòu)函數(shù)voidRemoveAllStudents()調(diào)27虛析構(gòu)函數(shù)作用：保證調(diào)用正確的析構(gòu)函數(shù)保證對(duì)象的正確釋放保證系統(tǒng)資源的合理使用注意：構(gòu)造函數(shù)不能是虛函數(shù)析構(gòu)函數(shù)可以（而且應(yīng)該）定義為虛函數(shù)

虛析構(gòu)函數(shù)作用：28純虛函數(shù)classAbstract_Student{protected: charname[30]; intage; //......public:

virtualvoidSelectCourse()=0;

virtualintCalculateCredit()=0; //...};純虛函數(shù)classAbstract_Student{29//UndeGrad必須實(shí)現(xiàn)基類(lèi)的純虛函數(shù)classUndeGrad:publicAbstract_Student{ //......public: voidSelectCourse()

; intCalculateCredit(); //...};//UndeGrad必須實(shí)現(xiàn)基類(lèi)的純虛函數(shù)30//PostGrad可以保持兩個(gè)純虛函數(shù)的定義classAbstract_PostGrad:publicAbstract_Student{ //...... intsuperVisorID; //導(dǎo)師public: voidSelectCourse()=0; intCalculateCredit()=0 ; //...}; //PostGrad可以保持兩個(gè)純虛函數(shù)的定義31//DoctorCand必須實(shí)現(xiàn)兩個(gè)虛函數(shù)classDoctorCand:publicAbstract_PostGrad{ //...... public: voidSelectCourse(); intCalculateCredit(); //...};//DoctorCand必須實(shí)現(xiàn)兩個(gè)虛函數(shù)32純虛函數(shù)含義:純虛函數(shù)是將要被派生類(lèi)實(shí)現(xiàn)的函數(shù)用法:具有純虛函數(shù)的類(lèi)不能實(shí)例化派生類(lèi)如果還有純虛函數(shù)，則還不能實(shí)例化能實(shí)例化的派生類(lèi)必須實(shí)現(xiàn)所有純虛函數(shù)作用:為抽象基類(lèi)的定義提供了手段為所有派生類(lèi)設(shè)計(jì)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口，方便高層應(yīng)用邏輯的設(shè)計(jì)純虛函數(shù)含義:33虛函數(shù)的使用好處：多態(tài)性缺點(diǎn)：增加運(yùn)行開(kāi)銷(xiāo)每個(gè)對(duì)象增加一個(gè)指針調(diào)用虛函數(shù)時(shí)要查表虛函數(shù)的使用好處：多態(tài)性34虛函數(shù)的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)nameagestudentID......v-pointerStudent::SelectCoursePostGrad::SelectCourseDoctorCand::SelectCourseStudent::SelectCoursePostGrad::SelectCourseDoctorCand::SelectCoursev-table學(xué)生對(duì)象如果沒(méi)有虛函數(shù)，則對(duì)象沒(méi)有這個(gè)特殊成員虛函數(shù)的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)nameStudent::SelectCou35虛函數(shù)與類(lèi)層次的關(guān)系A(chǔ)BCDEvirtual只要在基類(lèi)中說(shuō)明一次virtual虛函數(shù)與類(lèi)層次的關(guān)系A(chǔ)BCDEvirtual只要在virtu36虛函數(shù)與類(lèi)層次的關(guān)系virtual關(guān)系開(kāi)始于說(shuō)明它的那個(gè)類(lèi)A