面向对象程序设计C++：第5章 多态

1、第5章 多 态面向对象程序设计的基本特征之一：多 态什么是多态？字面意思：多种形态例：铅笔移动，杯子移动，房子移动移动操作（函数）具有多态性C+含义：多态性是针对函数来说的，函数的执行是在运行时才动态 绑定到函数的入口地址。p对象-移动( );其p对象是基类型,运行时侦测实际类型确定调用函数(运行时才知道)! 如果 对象是铅笔: p对象-铅笔:移动( );如果 对象是杯子: p对象-杯子:移动( );其移动( )函数具有多态性，移动( )函数是虚函数。面向对象的多态性不但使程序结构更接近现实世界,且使开发可互操作的组件成为可能. Ex5_1实现的语法规则:例:绘图软件系统中的设计 重画抽象基类

2、虚函数 draw5.1.1 C+多态的前提条件必须存在一个类的继承体系。多态性的函数是体系中类的成员函数，且通过关键字virtual修饰，称为虚函数。虚函数的多态调用是通过基类对象引用或指针。语法：class virtual ;class : public virtual ;/基类的成员函数显式声明为虚函数，派生类相应的成员函数没有显式声明也自动成为虚函数。void xFunc (基类名 *pObj) pObj- virtualFunction( );Ex5_1 比较virtual的作用5.1 运行期绑定、编译期绑定编译期绑定：在编译期就确定了函数调用的入口地址。运行期绑定：在编译期并没有确定

3、了函数调用的入口地址，而是在程序运行时。问题：怎样才能找到所运行的函数入口地址？根据什么？答：系统对各个虚函数建有入口地址表，在运行时根据this指针查找相应的入口地址。面向对象的类库的体系结构class Bpublic:virtual void OnDraw()coutB:m()endl;void Run()if( getMsg()=WM_PAINT)OnDraw();/.;class D : public Bpublic:virtual void OnDraw()coutD:m()vtbl.vm(); p-m();void Func( BC *p) p-vm();/哪个m()? p-m()

4、;/哪个m()?多态性的运行开销比较: 虚表占用的内存,访问虚表.但显然开销大不了多少.bvtblbvtbldstruct Vtbl void (*vm)(); &BC:vm&DC:vm内存映射：5.1.4 构造函数与析构函数构造函数不能是虚函数。析构函数可以是虚函数。基类的析构函数声明为虚函数那么也自动为虚函数（为清晰，最好还是用virtual显式修饰。）5.1.6 静态成员函数，顶层函数不可能是虚函数（因没有this指针）5.3 重载、覆盖、遮蔽各种函数重名的情况：1）顶层函数2）在一个类中3）基类与派生类中4）不同的基类中5）不同的派生类中5.3.1重载函数同名，但具有不同的函数签名。5

5、.3.3 遮蔽派生类中的函数，遮蔽基类的同名非虚函数，即使是不同签名。（即基类派生类间的重载失效.)5.3.2 覆盖（override ）派生类中的函数，覆盖基类的相同签名虚函数，动态绑定，多态性。5.2 示例程序：影片管理系统菜单：1.Open2.Add Data1)type (Film/DirectorCut/ForeignFilm)2)info3.Output Data4.Save5.Quit5.4 抽象基类5.4.1 纯虚成员函数class Apublic:virtual int Func(int a) = 0 ;注意:没有实现部分.5.4.2抽象类含有纯虚成员函数的类。抽象类作为基类

6、使用。抽象类不能实例化。例: A a; X抽象基类作用：使用虚成员函数是为了多态性，为了使类体系具有一致的用户接口，但对于顶层的基类，可能是高度抽象，没有实际的代码可写，于是使用虚成员函数，可节省内存，可使各种组件的互操作成为可能。例：微软的组件对象模型COM的基础struct IUnknownvirtual LONG QueryInterface(REFIID iid, void * ppvObject )=0;virtual ULONG AddRef(void)=0;virtual ULONG Release(void)=0; Ex5_45.5 运行期类型识别5.5.3 类型转换1.强制转

7、换 2. static_cast 3. dynamic_cast例:BC *pbc=new DC;DC *pdc= (DC*)pbc; /1DC *pdc= static_cast(pbc); /2DC *pdc= dynamic_cast(pbc); /3DC &dc= (DC&)(*pbc); /1DC &dc= static_cast(*pbc); /2DC &dc= dynamic_cast(*pbc); /3区别:若转换不成功, dynamic_cast的结果为NULL(0),且只能用于多态性类型能动态类型识别5.5.4 typeid操作符格式typeid(表达式)=typeid(类

8、型)例：class BC virtual void m();class DC : public BC ; BC *p=new DC; int x=5;typeid( x) = typeid (int ) / truetypeid( p) = typeid (BC *) / truetypeid( p) = typeid (DC *) / false typeid( *p) = typeid (BC) / falsetypeid( *p) = typeid (DC) / true注意：基类必须有虚函数，上面才对。VC+ 6.0 面向对象程序设计方法小结组合: 组合了其它对象class Window Button bn; ;优点：封装性好 , 专注于一项任务. 缺点：系统中的对象可能过多 继承:继承基类,扩展改变基类class Circle : public Point;优点:容易进行新的实现，因为其大多数可继承而来。缺点 :破坏了封装性，当父类的实现更改时，子类也不得不随之