第十讲虚函数与多态性

1、1. 派生类具有基类的所有 成员。2. 派生类的构造函数自动 执行基类的构造函数， 且基类的构造函数先执 行。基类构造函数的参 数由派生类传递。3. 派生类中可对已有的成 员进行重新定义。 4.可定义多重派生类。且 可利用虚基类使派生类 只保持一个基类的成员 拷贝。 第十讲 虚函数与多态性 8.1 多态的概念 8.2 虚函数 8.1 8.1 多态的概念多态的概念8.1 8.1 多态的概念多态的概念什么是多态性 指在一般类中定义的操作在被继承类继承后可以有不同的表现形式。例如：图形的求面积类：shape操作：求面积类：椭圆操作：求面积类：长方形操作：求面积解决的方法：用虚函数实现动态联编8.1

2、8.1 多态的概念多态的概念例1：没有用多态性的例题#includeclass A public: void print( ) cout A ; ; class B:public A /定义派生类 public: void print( ) cout print( ); /访问基类函数 p= &b; p-print( ); /希望访问派生类函数 结果：AA8.2 8.2 虚函数虚函数虚函数的定义方法在基类中，在要被定义成虚函数的函数前加关键字 virtual例如： virtual void print( );注意：1. 关键字是 virtual 2. 放在最前面，函数的类型不能忘, 如

3、 virtual void print( ): 中的 void 3. 可只在基类中的函数加 virtual,在派生类中不加, 但为了便于阅读,可在所有要声明为虚函数的 前面都加 virtual 4. 只需要在类定义文件,即头文件中的虚函数加 virtual, 在 cpp 文件中就不要再加 virtual 8.2 8.2 虚函数虚函数例2：用多态性解决例1中的问题#includeclass base public: virtual void print( ) cout “base ”; ; /定义了虚函数class first:public base /定义派生类 public: void pr

4、int( ) cout “ first ”; ; /重新定义print( ) class second:public base /定义派生类 public: void print( ) cout print( ); / 调基类成员函数 p= &ob2; / p 指向子类对象 ob2 p-print( ); / 动态联编, 调子类成员函数 p= &ob3; / p 指向子类对象 ob3 p-print( ); / 动态联编, 调子类成员函数 结果：base first second8.2 8.2 虚函数虚函数例2的相关内容总结1. 基类中的虚函数是由virtual 定义的: vi

5、rtual void print( );2. 在定义了虚函数之后, 只要定义一个基类的指针,就可 以调用子类的函数: p= &ob2; / p 指向子类对象 ob2 p-print( ); / 动态联编, 调子类成员函数3. 要实现动态联编,子类中的函数必需与基类的函数形式 一致,若在子类中对虚函数的形式进行了改变,则子类中 的函数将失去多态性(详细见下例)8.2 8.2 虚函数虚函数例3. 虚函数重载讨论#includeclass base public: virtual void f1( ) cout f1 function of base n ; /定义虚函数 virtual v

6、oid f2( ) cout f2 function of base n ; /定义虚函数 void f3( ) cout f3 function of base n ; /定义一般虚函数 ; class derive: public base public: void f1( ) cout f1 function of derive n ; /重新定义虚函数 void f2(int x ) cout f2 function of derive n ; /重新定义虚函数， /由于形式改变，失去 /虚函数功能 void f3( ) cout f1( ); /调基类函数 p-f2( ); /调基类

7、函数 p-f3( ); /调基类函数 p=&ob2; p-f1( ); /调子类函数,多态性 p-f2( ); /调基类函数,由于f2的形式改变 p-f3( ); /调基类函数,由于没有定义为虚函数结果: f1 function of base f2 function of base f3 function of base f1 function of derive f2 function of base f3 function of base8.2 8.2 虚函数虚函数例3的相关内容总结1. 在定义了虚函数之后, 只要定义一个基类的指针,就可以 调用子类的函数: p= &ob

8、2; / p 指向子类对象 ob2 p-f1( ); / 动态联编, 调子类成员函数2. 若在子类中对虚函数的形式进行了改变, 则子类中的函数 将失去多态性: p=&ob2; p-f2( ); /调基类函数，而非派生类函数（由于f2形式改变）3. 若基类中的函数没有声明为虚函数, 则子类中的函数不具 有多态性: p=&ob2; p-f3( ); /调基类函数8.2 8.2 虚函数虚函数例4. 多继承虚函数作用讨论base, 有虚函数bddrive,有多态性derive,有多态性bbderive:base对象调用: 有多态性base1对象调用:无多态性base1,无虚函数8.2

9、8.2 虚函数虚函数#includeclass base /定义基类 base public: virtual void f( ) cout base n ; ; /定义虚函数class derive: public base /定义base 的派生类 public: void f( ) cout derive n ; ; /重新定义虚函数class base1 /定义基类 base1 public: void f( ) cout base1 n ; ; /定义一般函数class bdderive: public derive /定义派生类derive的派生类 bdderive public:

10、 void f( ) cout bdderive n ; ; /重新定义虚函数class bbderive: public base, public base1 /定义激类 base 和 base1的派生类 public: void f( ) cout f( ); /调base基类函数 p=&bb; p-f( ); /调子类函数,多态性 p1=&bb; p1-f( ); /调base1基类函数,无多态性 p=&bd; p-f( ); /调子类函数,多态性 结果: base bbderive base1 bddrive8.2 8.2 虚函数虚函数例4的相关内容总结1. 在

11、定义了虚函数之后, 其多态性在派生类中得到延伸。2. 在多重继承中，若某一基类无虚函数定义，则由该基 类创建的对象不具有多态性: base1 *p; /基类 base1中没有定义 f( )为虚函数 p=&bb; p-f( ); /调基类函数, 无多态性8.2 8.2 虚函数虚函数例5. 多态性的应用: 考虑哺乳动物类mammal，它有派生类狗 dog 和猫 cat, 基类中有虚函数 speak( )，类层次如下图。哺乳动物mammal：虚函数 speak（ ）猫： speak( ): 多态狗：speak( ): 多态8.2 8.2 虚函数虚函数/基类和派生类定义class mammal

12、 public: virtual void speak( ) cout Mammal speak. n ; ;class dog: public mammal public: void speak( ) cout Woof!n ; ;class cat: public mammal public: void speak( ) cout Meow!n ; ;8.2 8.2 虚函数虚函数void main( ) mammal *p; /定义基类对象的指针 int choice; do /循环体 cout enter your choice ; cout choice; switch(choice)

13、 case 1: p=new cat; break; case 2: p=new dog; break; default: p=new mammal; p-speak( ); while (choice!=0); /循环体结束8.2 8.2 虚函数虚函数结果: enter your choice(0:exit,1:cat,2:dog): 1 Meow! enter your choice(0:exit,1:cat,2:dog): 2 Woof! enter your choice(0:exit,1:cat,2:dog): 1 Meow! enter your choice(0:exit,1:c

14、at,2:dog): 3 Mammal speak! enter your choice(0:exit,1:cat,2:dog): 0 Press any key to continue8.2 8.2 虚函数虚函数例5的相关内容总结1. 动态联编的体现, 在程序中 p-speak( ); 在编译时不知道要调用哪一个speak(), 只有在choice输入后才决定.由于定义 了虚函数,系统会决定调用哪一个函数.2. 应用dowhile构造一个多选择的循环体. 具有实际应用意义.8.2 8.2 虚函数虚函数例6. 多态性的应用: 计算图形面积，其中shape为一般有关图 形的特征描述，是基类。类c

15、ircle代表“圆”， square代 表“正方形”。shape：虚函数 area（）square： area( ): 多态circle: area( ): 多态8.2 8.2 虚函数虚函数例6. 计算图形面积class shape public: virtual float area( ) return 0.0; ;class circle: public shape public: circle(float a=0) r=a; float area( ) return 3.14*r*r; private: float r; ;class square: public shape public: square(float b=0) s=b; float area( ) return s*s; private: float s; ;8.2 8.2 虚函数虚函数#includevoid main( ) shape *p; /定义基类指针 circle c1(1.0); /创建对象 c1 square s1(2.0); /创建对象 s1 p=&