第6章多态性及虚函数-1

1、第第6章章 多态性与虚函数多态性与虚函数 6.1 多态性概述多态性概述 多态性：不同对象收到相同的消息时，产生不同的动作。 直观地说，多态性是指用一个名字定义不同的函数，这些函数执行不同但又类似的操作，从而可以使用相同的调用方式来调用这些具有不同功能的同名函数。 实现实现“一个接口，多种方法一个接口，多种方法” 6.1.1 多态的分类多态的分类 C+中的多态性可以分为四类中的多态性可以分为四类: 参数多态参数多态 包含多态：包含多态：研究类族中定义于不同类中研究类族中定义于不同类中的同名成员函数的多态行为。的同名成员函数的多态行为。 重载多态重载多态 强制多态。强制多态。 前面两种统称为通用多

2、态，而后面两种前面两种统称为通用多态，而后面两种统称为专用多态。统称为专用多态。 6.1.2多态的实现多态的实现 多态从实现的角度来讲可以划分为两多态从实现的角度来讲可以划分为两类类:编译时的多态编译时的多态和和运行时的多态运行时的多态。 编译时的多态编译时的多态是通过静态联编来实现是通过静态联编来实现的。静态联编就是在编译阶段完成的联编。的。静态联编就是在编译阶段完成的联编。编译时多态性主要是通过函数重载和运算符编译时多态性主要是通过函数重载和运算符重载实现的。重载实现的。 运行时的多态运行时的多态是用动态联编实现的。是用动态联编实现的。动态联编是运行阶段完成的联编。运行时多动态联编是运行阶

3、段完成的联编。运行时多态性主要是通过虚函数来实现的。态性主要是通过虚函数来实现的。 6.2 虚函数 虚函数提供了一种更为灵活的多态性虚函数提供了一种更为灵活的多态性机制。虚函数允许函数调用与函数体之间机制。虚函数允许函数调用与函数体之间的联系在运行时才建立，也就是在运行时的联系在运行时才建立，也就是在运行时才决定如何动作，即所谓的动态联编。才决定如何动作，即所谓的动态联编。 6.2.1 虚函数的引入虚函数的引入 例例6.1#includeclass Apublic: void show() coutA; ;class B:public A public: void show() coutsho

4、w(); pc=&b; pc-show(); return 0; 6.2.2 虚函数的作用和定义虚函数的作用和定义 1.虚函数的作用关键字virtual指示编译器，函数调用pc-show()要在运行时确定所要调用的函数，即动态联编。程序在运行时根据指针PC所指向的实际对象调用该对象的函数。虚函数同派生类的结合可使C+支持运行时的多态性，实现了在基类定义派生类所拥有的通用接口，而在派生类定义具体的实现方法，即常说的“同一接口，多种方法”，它帮助程序员处理越来越复杂的程序。 例6.2#includeclass A public: virtual void show() coutA; ;cl

5、ass B:public A public: void show() coutshow(); pc=&b; pc-show(); return 0; 2. 虚函数的定义虚函数的定义定义虚函数的方法如下定义虚函数的方法如下:virtual 函数类型函数类型 函数名函数名(形参表形参表) / 函数体函数体 例6.4 虚函数的定义举例。#includeclass Grandam public: virtual void introduce_self() coutI am grandam.endl; ;class Mother:public Grandam public: void intro

6、duce_self() / 重新定义虚函数introduce_self() coutI am mother.endl;class Daughter:public Mother public: void introduce_self() / 重新定义虚函数introduce_self() coutI am roduce_self();/调用基类调用基类Grandam的的introduce_self() ptr=&m; ptr-introduce_self();/ 调用派生类调用派生类Mother的的introduce_self() ptr=&d; ptr-

7、introduce_self(); /调用派生类调用派生类 / Daughter的的introduce_self() 说明：说明： 派生类应从基类公有派生。派生类应从基类公有派生。 必须首先在基类中定义虚函数。必须首先在基类中定义虚函数。 在派生类中对基类中声明的虚函数进行重新定义在派生类中对基类中声明的虚函数进行重新定义时，关键字可以写也可以不写。时，关键字可以写也可以不写。 只有通过基类指针访问虚函数时才能获得运行时只有通过基类指针访问虚函数时才能获得运行时多态多态 继承性继承性 虚函数必须是成员函数，不能是友元函数和静态虚函数必须是成员函数，不能是友元函数和静态成员函数。成员函数。 虚函

8、数不能是内联函数。虚函数不能是内联函数。 构造函数不可以，析构函数可以。构造函数不可以，析构函数可以。当派生类的成员函数没有写vitual时，判断派生类的一个成员为虚函数的方法： 该函数与基类的虚函数有相同的名称； 该函数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 该函数与基类的虚函数有相同的返回类型6.2.3虚析构函数：格式：virtual 类名（）；说明：如果一个类的析构函数是虚函数，则由它派生而来的所有派生类的析构函数也是虚函数。作用：保证使用基类类型的指针能够调用适当的析构函数针对不同对象进行清理工作。例6.4#include #include class Apublic: v

9、irtual A() coutjilei-xigou endl;class B:public Aprivate:char *c;public:B(char *message)c=new charstrlen(message)+1;strcpy(c,message); B()delete c;coutpaishenglei-xigouendl;void main()A *pa;pa=new B(DD);delete pa;6.2.4虚函数与重载函数的关系虚函数与重载函数的关系 区别：区别： 普通的函数重载时，其函数的参数或参数类型必须有所普通的函数重载时，其函数的参数或参数类型必须有所不同，函数

10、的返回类型也可以不同。不同，函数的返回类型也可以不同。 当重载一个虚函数时，也就是说在派生类中重新定义虚当重载一个虚函数时，也就是说在派生类中重新定义虚函数时，要求函数名、返回类型、参数个数、参数的类型和函数时，要求函数名、返回类型、参数个数、参数的类型和顺序与基类中的虚函数原型完全相同。顺序与基类中的虚函数原型完全相同。 如果仅仅返回类型不同，其余均相同，系统会给出错误如果仅仅返回类型不同，其余均相同，系统会给出错误信息信息; 若仅仅函数名相同，而参数的个数、类型或顺序不同，若仅仅函数名相同，而参数的个数、类型或顺序不同，系统将它作为普通的函数重载，这时将丢失虚函数的特性。系统将它作为普通的

11、函数重载，这时将丢失虚函数的特性。6.2.多继承与函数多继承与函数6.3 纯虚函数和抽象类纯虚函数和抽象类 6.3.1 纯虚函数纯虚函数 纯虚函数是一个在基类中说明的虚纯虚函数是一个在基类中说明的虚函数，它在该基类中没有定义，但要求函数，它在该基类中没有定义，但要求在它的派生类中必须定义自己的版本，在它的派生类中必须定义自己的版本，或重新说明为纯虚函数。或重新说明为纯虚函数。 纯虚函数的定义形式如下纯虚函数的定义形式如下: virtual 函数类型函数类型 函数名函数名(参数表参数表)=0; 例例6.9纯虚函数的使用。纯虚函数的使用。#includeclass Circle public: v

12、oid setr(int x) r=x; virtual void show()=0; / 纯虚函数纯虚函数protected: int r;class Area:public Circlepublic: void show() coutArea is 3.14*r*rendl; / 重定义虚函数重定义虚函数show( )class Perimeter:public Circlepublic: void show()coutPerimeter is 2*3.14*rshow(); ptr=&ob2; ptr-show(); 6.3.2 抽象类抽象类 如果一个类至少有一个纯虚函数，那么如

13、果一个类至少有一个纯虚函数，那么就称该类为抽象类。就称该类为抽象类。 抽象类只能作为其他类的基类来使用，抽象类只能作为其他类的基类来使用，不能建立抽象类对象，其纯虚函数的实现不能建立抽象类对象，其纯虚函数的实现由派生类给出。由派生类给出。 说明：说明： 抽象类只能作为其他类的基类来使用，不能建立抽象类对抽象类只能作为其他类的基类来使用，不能建立抽象类对象，其纯虚函数的实现由派生类给出。象，其纯虚函数的实现由派生类给出。 不允许从具体类派生出抽象类。不允许从具体类派生出抽象类。 抽象类不能用作参数类型、函数返回类型或显式转换类型。抽象类不能用作参数类型、函数返回类型或显式转换类型。 可以声明指向抽象类的指针或引用，此指针可以指向它的可以声明指向抽象类的指针或引用，此指针可以指向它的派生类，进而实现多态。派生类，进而实现多态。 如果派生类中没有重定义纯虚函数，而派生类只是继承基