面向对象编程技术与方法 课件 第7章多态

面向对象编程技术与方法(C++)

第7章多态第7章多态第7章

多态

7.1多态性概述

7.2虚函数

7.2.1虚函数的声明与应用

7.2.2虚析构函数

7.3如何实现动态绑定

7.4纯虚函数与抽象类

7.5小结

第7章多态7.1多态性概述

7.2虚函数 7.3如何实现动态绑定 7.4纯虚函数与抽象类 7.5小结

第7章多态7.1多态性概述对于重载函数，在调用函数处，编译器能够根据类型匹配情况确定要调用哪个函数。这个工作是在编译连接阶段进行的，称为静态绑定（staticbinding）或早期绑定（earlybinding）。面向对象多态（polymorphism）的目的，是让处理基类对象的程序代码，能够处理派生类对象。或者说，对于同样的消息（函数调用），被不同类型对象接收时导致不同的行为。这个功能是通过虚函数实现的。虚函数机制使得函数调用与函数体的联系可以在程序运行时确定，这称为动态绑定（dynamicbinding），又称为晚期绑定或运行时绑定。第7章多态7.1多态性概述 7.2虚函数

7.3如何实现动态绑定 7.4纯虚函数与抽象类 7.5小结

第7章多态7.2虚函数7.2.1虚函数的声明与应用将一个成员函数声明为虚函数，就是在前面添加关键字virtual。第7章多态这种在派生类中对virtual函数的再定义，称为重写（overriding），注意要与函数重载（overloading）与第6章中的函数同名屏蔽区分开。由于虚机制的存在，程序在运行时根据对象的类型去调用合适的成员函数。这样的程序结构具有很好的可扩展性。例如可以在基类的基础上派生出任意的新类型，而函数test()不需做任何改变就可用于新类型的对象。1. 虚函数是成员函数，但不会是静态成员函数。2. 如果虚函数定义在类体外，则关键字virtual只能出现在类内的函数声明前。当使用作用域运算符“::”时，虚机制不再起作用。派生类中的对应函数接口必须与基类中的完全相同。对函数返回类型可以稍微放松要求，如果基类中的虚函数返回类型是A*（或A&），派生类中重写的函数可以返回B*（或B&），其中B是A的public派生类。如果不满足这些要求，则派生类中的同名函数就不是对基类虚函数的重写，而是重新定义的一个函数，即使带有关键字virtual也是如此。如果原函数有默认形参值，就不要在派生类中再定义新的形参值。因为默认形参值是静态绑定的，只能来自基类中的定义。在多层次继承中，如果派生类没有对基类的虚函数进行重写，则自动调用继承层次中最近的虚函数。使用虚函数时应注意以下几点：第7章多态要想实现运行时的多态，必须满足三个基本条件：1）public继承；2）虚函数；3）通过指针（或引用）调用虚函数。第7章多态运行结果：Graduate::Show()Graduate::Show()UnivPerson::Show()Student::Study()Student::Eat()Graduate::Eat()Student::Study()Graduate::Show()第7章多态7.2虚函数7.2.2虚析构函数构造函数不能为虚函数，而析构函数可以是虚函数。如果基类的析构函数是虚函数，则所有派生类的析构函数都自动为虚函数。将析构函数声明为虚函数，可以使程序运行更加安全。运行结果：ConstructorofCPoint.ConstructorofRectangle.DestructorofCPoint.改成虚析构函数后的运行结果：ConstructorofCPoint.ConstructorofRectangle.DestructorofRectangle.DestructorofCPoint.第7章多态7.1多态性概述 7.2虚函数 7.3如何实现动态绑定

7.4纯虚函数与抽象类 7.5小结

第7章多态7.3如何实现动态绑定对于含虚函数的类，编译器为每个类建立唯一的虚函数表vtable，表中存放该类的虚函数的地址，包括新声明的以及继承的虚函数。编译器还为每个类加上一个数据成员vptr，这是一个指向虚函数表的指针。虚函数表中的顺序，与类中虚函数的声明顺序一致。派生类会继承基类的虚函数表，当在派生类中重写虚函数时，表中元素存储的地址将不再是基类虚函数的地址，而是派生类虚函数的地址。classA{public: intdata1; voidfun1(){} virtualvoidvfun1(){} virtualvoidvfun2(){}};

第7章多态classB:publicA{public: intdata2; voidfun1(){} virtualvoidvfun2(){}};第7章多态7.1多态性概述 7.2虚函数 7.3如何实现动态绑定 7.4纯虚函数与抽象类7.5小结

第7章多态7.4纯虚函数与抽象类在“形状－点－圆－球”这样的继承关系中，“形状”是比较抽象的概念，无法为其定义求面积的函数，但可以在基类中声明一个统一接口，在派生类中再给出求面积的实现。这样的虚函数称为纯虚函数：

virtual返回类型函数名(参数列表)=0; 注意纯虚函数声明中没有函数体，与函数定义不同： virtualdoubleArea(){}含有纯虚函数的类称为抽象类。不能定义抽象类的对象，可以声明抽象类引用或指向抽象类的指针。在抽象类基础上派生出的新类，如果给出了所有纯虚函数的实现，就不再是抽象类，否则仍是抽象类。运行结果：50.265412.5664第7章多态7.1多态性概述 7.2虚函数 7.3如何实现动态绑定 7.4纯虚函数与抽象类 7.5小结

第7章多态7.5小结虚函数是用virtual关键字声明的非静态成员函数。虚函数机制使得函数调用与函数体的联系可以在程序运行时确定。要想实现运行时的多态，必须满足三个条件：1）public继承；2）虚函数；3）通过指针（或引用）调用虚函数。构造函数不能是虚函数，析构函数可以是虚函数，而且常常被声明为虚函数。