C++第6章-虛函數(shù)和多態(tài)性課件

第六章虛函數(shù)和多態(tài)性1第六章虛函數(shù)和多態(tài)性1目標理解靜態(tài)聯(lián)編和動態(tài)聯(lián)編的含義熟練掌握虛函數(shù)的使用掌握虛析構(gòu)函數(shù)的作用掌握抽象類掌握多態(tài)性2目標理解靜態(tài)聯(lián)編和動態(tài)聯(lián)編的含義26.1靜態(tài)聯(lián)編和動態(tài)聯(lián)編36.1靜態(tài)聯(lián)編和動態(tài)聯(lián)編36.1靜態(tài)聯(lián)編和動態(tài)聯(lián)編聯(lián)編是指一個程序模塊、代碼之間的關(guān)聯(lián)過程，也就是把一個標識符名和一個存儲地址聯(lián)系在一起的過程。按照聯(lián)編進行階段的不同，可以分為靜態(tài)聯(lián)編和動態(tài)聯(lián)編。46.1靜態(tài)聯(lián)編和動態(tài)聯(lián)編聯(lián)編是指一個程序模塊、代碼之6.1靜態(tài)聯(lián)編和動態(tài)聯(lián)編1．靜態(tài)聯(lián)編所謂靜態(tài)聯(lián)編，是指程序之間的匹配、連接工作在編譯階段，即程序運行之前完成，也稱為早期聯(lián)編。函數(shù)重載和運算符重載就屬于靜態(tài)多態(tài)性。所謂函數(shù)重載是指同一個函數(shù)名可以對應(yīng)著多個函數(shù)的實現(xiàn)。每一種函數(shù)的實現(xiàn)對應(yīng)相同的函數(shù)名，但是函數(shù)參數(shù)的個數(shù)不同。56.1靜態(tài)聯(lián)編和動態(tài)聯(lián)編1．靜態(tài)聯(lián)編5【例6.1】參數(shù)個數(shù)不同的重載函數(shù)實例。#include<iostream.h>classMaxClass{private: intx,y,w,h;public: MaxClass(int,int,int,int); intmax(int,int); intmax(int,int,int); intmax(int,int,int,int); voiddisplay();};MaxClass::MaxClass(inta,intb,intc,intd){ x=a;y=b;w=c;h=d;}6【例6.1】參數(shù)個數(shù)不同的重載函數(shù)實例。6intMaxClass::max(inta,intb){ x=a;y=b; returnx>y?x:y;}intMaxClass::max(inta,intb,intc){ w=c; returnmax(a,b)>w?max(a,b):w;}intMaxClass::max(inta,intb,intc,intd){ h=d; returnmax(a,b,c)>d?max(a,b,c):h;}voidMaxClass::display(){ cout<<"四個數(shù)是:"<<x<<","<<y<<","<<w<<","<<h<<endl;}7intMaxClass::max(inta,intb)voidmain(){ MaxClassmc(34,67,143,89); cout<<"計算前兩個數(shù)中的最大數(shù)為:“<<mc.max(34,67)<<endl; cout<<"計算前三個數(shù)中的最大數(shù)為:“<<mc.max(34,67,143)<<endl; cout<<"計算四個數(shù)中的最大數(shù)為:“<<mc.max(34,67,143,89)<<endl; cout<<"其中,"; mc.display();}運行結(jié)果：計算前兩個數(shù)中的最大數(shù)為:67計算前三個數(shù)中的最大數(shù)為:143計算四個數(shù)中的最大數(shù)為:143其中,四個數(shù)是:34,67,143,898voidmain()運行結(jié)果：86.1靜態(tài)聯(lián)編和動態(tài)聯(lián)編2.動態(tài)聯(lián)編與靜態(tài)聯(lián)編相對應(yīng)，編譯程序在編譯階段不能確定將要調(diào)用的函數(shù)，只有在程序運行階段才能確定調(diào)用的函數(shù)。在編譯、連接過程中無法解決的聯(lián)編問題，要等到程序開始運行之后再來確定該調(diào)用的函數(shù)，這種聯(lián)編工作稱為動態(tài)聯(lián)編，也稱為晚期聯(lián)編。C++的動態(tài)聯(lián)編是通過虛函數(shù)和基類的指針實現(xiàn)的，是一種動態(tài)多態(tài)。在后面的例題中可以從中了解。96.1靜態(tài)聯(lián)編和動態(tài)聯(lián)編2.動態(tài)聯(lián)編96.2虛函數(shù)6.2.1虛函數(shù)的定義6.2.2虛函數(shù)與動態(tài)聯(lián)編6.2.3虛函數(shù)的重載6.2.4虛析構(gòu)函數(shù)106.2虛函數(shù)6.2.1虛函數(shù)的定義106.2.1虛函數(shù)的定義引入虛函數(shù)的目的。虛函數(shù)的作用是允許在派生類中重新定義與基類同名的函數(shù)，并且可以通過基類指針或引用來訪問基類和派生類中的同名函數(shù)。116.2.1虛函數(shù)的定義引入虛函數(shù)的目的。116.2.1虛函數(shù)的定義2.虛函數(shù)的定義虛函數(shù)的定義是在基類中進行的。虛函數(shù)的定義語法格式如下：virtual<函數(shù)類型><函數(shù)名>(形參表){ 函數(shù)體}126.2.1虛函數(shù)的定義2.虛函數(shù)的定義126.2.1虛函數(shù)的定義3.定義虛函數(shù)時，要注意遵循以下規(guī)則：1）只有成員函數(shù)才能聲明為虛函數(shù)，因為虛函數(shù)僅適用于有繼承關(guān)系的類對象，所以普通函數(shù)不能聲明為虛函數(shù)。2）虛函數(shù)的聲明只能出現(xiàn)在類聲明中的函數(shù)原型聲明中，而不能出現(xiàn)在成員的函數(shù)體實現(xiàn)上。3）類的靜態(tài)成員函數(shù)不可以定義為虛函數(shù)，因為靜態(tài)成員函數(shù)不受限于某個對象。136.2.1虛函數(shù)的定義3.定義虛函數(shù)時，要注意遵循以6.2.1虛函數(shù)的定義定義虛函數(shù)時，要注意遵循以下規(guī)則：4）類的構(gòu)造函數(shù)不可以定義為虛函數(shù)。多態(tài)是指不同的對象對同一消息有不同的行為特性。虛函數(shù)作為運行過程中多態(tài)的基礎(chǔ)，主要是針對對象的，而構(gòu)造函數(shù)是在對象產(chǎn)生之前運行的，因此，虛構(gòu)造函數(shù)是沒有意義的。5）內(nèi)聯(lián)函數(shù)不能聲明為虛函數(shù)，因為內(nèi)聯(lián)函數(shù)不能在運行中動態(tài)確定其位置。146.2.1虛函數(shù)的定義定義虛函數(shù)時，要注意遵循以下規(guī)則：6.2.2虛函數(shù)與動態(tài)聯(lián)編虛函數(shù)是動態(tài)聯(lián)編的基礎(chǔ)，如果某個類中的一個成員函數(shù)被說明為虛函數(shù)，則當(dāng)使用指針或引用所標識的對象操作這個成員函數(shù)時，對該成員函數(shù)調(diào)用采用動態(tài)聯(lián)編的方式，即在運行時進行關(guān)聯(lián)或束定。虛成員函數(shù)是動態(tài)聯(lián)編的，即在運行時是根據(jù)對象類型而不是指向該對象的指針或引用類型選擇成員函數(shù)。動態(tài)聯(lián)編只能通過指針或引用所標識對象來操作虛函數(shù)。156.2.2虛函數(shù)與動態(tài)聯(lián)編虛函數(shù)是動態(tài)聯(lián)編的基礎(chǔ)，如果某【例6.5】使用虛函數(shù)例題。#include<iostream.h>#include<string.h>staticintLine=1;classCAnimal //定義基類CAnimal{protected: char*name;public: CAnimal(char*na) { name=newchar[strlen(na)+1]; strcpy(name,na); } virtualvoiddisplay() //虛函數(shù)聲明 { cout<<"("<<Line++<<"):動物(食草/食肉)."<<endl; }};16【例6.5】使用虛函數(shù)例題。16classCHerbivorous:publicCAnimal//定義派生類CHerbivorous{public: CHerbivorous(char*na):CAnimal(na){} voiddisplay() //重新定義虛函數(shù) { cout<<"("<<Line++<<"):食草動物:"<<name<<endl; }};//定義派生類CCarnivore(食肉動物)classCCarnivore:publicCAnimal {public: CCarnivore(char*na):CAnimal(na){} voiddisplay() //重新定義虛函數(shù) { cout<<"("<<Line++<<"):食肉動物:"<<name<<endl; }};17classCHerbivorous:publicCAnivoidmain(){ CAnimalanimal(""),*ptrAni; CHerbivorousherb("羚羊"); CCarnivorecarn("老虎"); ptrAni=&animal; ptrAni->display(); ptrAni=&herb; ptrAni->display(); ((CHerbivorous*)ptrAni)->display(); ptrAni=&carn; ptrAni->display(); ((CCarnivore*)ptrAni)->display(); herb.display(); carn.display();}運行結(jié)果：(1):動物(食草/食肉).(2):食草動物:羚羊(3):食草動物:羚羊(4):食肉動物:老虎(5):食肉動物:老虎(6):食草動物:羚羊(7):食肉動物:老虎18voidmain()運行結(jié)果：186.2.3虛函數(shù)的重載1.虛函數(shù)與重載的關(guān)系一般的函數(shù)重載，只要函數(shù)名相同，函數(shù)的所帶參數(shù)的個數(shù)、類型或次序不同。當(dāng)重載一個虛函數(shù)時，也就是說在派生類中重新定義此虛函數(shù)時，要求函數(shù)名、返回類型、參數(shù)個數(shù)、參數(shù)類型以及參數(shù)的順序都與基類中的原型完全相同，不能有任何的不同?！纠?.7】虛函數(shù)重載。196.2.3虛函數(shù)的重載1.虛函數(shù)與重載的關(guān)系19#include<iostream.h>#include<string.h>classperson{protected: char*name;public: person(char*n) { name=newchar[strlen(n)+1]; strcpy(name,n); } ~person() {delete[]name;}virtualvoidprintInfo() //基類中的函數(shù){ cout<<"姓名:"<<name<<"\n"; }};20#include<iostream.h>20classworker:publicperson{private:char*type;public: worker(char*na,char*t="SteelWorker"):person(na) { type=newchar[strlen(t)+1]; strcpy(type,t); } ~worker(){ delete[]type;}voidprintInfo() //在派生類worker中重新定義{ cout<<name<<","; cout<<type<<endl; }};21classworker:publicperson21classteacher:publicperson{private:char*subject;public: teacher(char*na,char*s):person(na) { subject=newchar[strlen(s)+1]; strcpy(subject,s); } ~teacher(){delete[]subject; }voidprintInfo() //在派生類teacher中重新定義{ cout<<name<<","; cout<<subject<<"教師"<<endl; }};22classteacher:publicperson22voidmain(){workerw("張曉強","園林工人");teachert("李文卓","生命科學(xué)");person*p;p=&w;p->printInfo();p=&t;p->printInfo();}運行結(jié)果：張曉強,園林工人李文卓,生命科學(xué)教師23voidmain()運行結(jié)果：236.2.3虛函數(shù)的重載2.多繼承中的虛函數(shù)【例6.8】多繼承中使用虛函數(shù)例題。#include<iostream.h>classbase1 //定義基類base1{public: virtualvoiddisplay() //函數(shù)定義為虛函數(shù) { cout<<"基類base1."<<endl; }};246.2.3虛函數(shù)的重載2.多繼承中的虛函數(shù)24classbase2 //定義基類base2{public: voiddisplay() //函數(shù)為一般成員函數(shù) { cout<<"基類base2."<<endl; }};classderive:publicbase1,publicbase2{public: voiddisplay() { cout<<"派生類derive公有繼承base1和base2."<<endl; }};25classbase2 //定義基類base225voidmain(){ base1obj1,*ptr1; base2obj2,*ptr2; deriveobj3; ptr1=&obj1; ptr1->display(); ptr1=&obj3; ptr1->display();//動態(tài)聯(lián)編，ptr1類型為derive類型 ptr2=&obj2; ptr2->display(); ptr2=&obj3; ptr2->display();//靜態(tài)聯(lián)編，ptr1類型為base2類型}運行結(jié)果：基類base1.派生類derive公有繼承base1和base2.基類base2.基類base2.26voidmain()運行結(jié)果：266.2.4虛析構(gòu)函數(shù)在析構(gòu)函數(shù)前面冠以關(guān)鍵字virtual進行說明，則稱該析構(gòu)函數(shù)為虛析構(gòu)函數(shù)。虛析構(gòu)函數(shù)的聲明語法格式如下：virtual~類名（）例如:classexample{public:virtual~example();…};276.2.4虛析構(gòu)函數(shù)在析構(gòu)函數(shù)前面冠以關(guān)鍵字virtua6.3純虛函數(shù)和抽象類6.3.1純虛函數(shù)6.3.2抽象類286.3純虛函數(shù)和抽象類6.3.1純虛函數(shù)286.3.1純虛函數(shù)一些類表示沒有具體意義的抽象概念，它不能為其虛函數(shù)提供具體的定義，因此可以定義為純虛函數(shù)。純虛函數(shù)是一個在基類中說明的虛函數(shù)，它在該基類中只有一個函數(shù)聲明，并沒有具體函數(shù)功能的實現(xiàn)。純虛函數(shù)的聲明形式如下：

virtual<函數(shù)類型><函數(shù)名>(參數(shù)表)=0;不能創(chuàng)建含有一個或多個純虛函數(shù)的類對象，純虛函數(shù)不可以直接調(diào)用，也不可以被繼承。296.3.1純虛函數(shù)一些類表示沒有具體意義的抽象概念，它6.3.2抽象類包含一個或多個純虛函數(shù)的類稱為抽象類。由于抽象類中的純虛函數(shù)沒有具體的函數(shù)實現(xiàn)，因此不能定義抽象類的對象。抽象類只能作為基類被子類繼承，其純虛函數(shù)的實現(xiàn)由派生類給出。抽象類的重要用處是提供一個接口，而不揭示任何實現(xiàn)的細節(jié)。抽象類不能用作參數(shù)類型、函數(shù)返回類型或強制類型轉(zhuǎn)換。但是，可以聲明抽象類的指針和引用。306.3.2抽象類包含一個或多個純虛函數(shù)的類稱為抽象類。30【例6．14】使用抽象指針。#include<iostream.h>classCPoint //抽象基類CPoint聲明{protected: longx,y;public: CPoint(intxx=0,intyy=0) { x=xx; y=yy; } virtualvoiddisplay()=0; //純虛函數(shù)成員};31【例6．14】使用抽象指針。31classCRectangle:publicCPoint //派生類Rectangle聲明{private: doublewidth,height;public: CRectangle(longx,longy,doublew,doubleh):CPoint(x,y) { width=w; height=h; } voiddisplay() //虛成員函數(shù) { cout<<"矩形"<<endl; cout<<"位置:("<<x<<","<<y<<")"<<endl; cout<<"長="<<width<<",寬="<<height<<endl; }};32classCRectangle:publicCPointclassCTriangle:publicCPoint //派生類CTriangle聲明{private: doublea,b,c;public: CTriangle(longx,longy,doublea1,doubleb1,doublec1):CPoint(x,y){ a=a1; b=b1;c=c1; } voiddisplay() //虛成員函數(shù) { cout<<"三角形"<<endl; cout<<"位置:("<<x<<","<<y<<")"<<endl; cout<<"三邊長："<<a<<","<<b<<","<<c<<endl;

}};33classCTriangle:publicCPoint voidmain(){ CPoint*ptr[2]; //聲明抽象基類指針 CRectangler1(10,10,120,60); CTrianglet1(50,50,345,456,567); ptr[0]=&r1; //指針指向CRectangle類對象 ptr[0]->display(); cout<<"-----------------------\n"; ptr[1]=&t1; //指針指向CTriangle類對象 ptr[1]->display();}運行結(jié)果：矩形位置:(10,10)長=120,寬=60-----------------------三角形位置:(50,50)三邊長：345,456,56734voidmain()運行結(jié)果：346.4多態(tài)356.4多態(tài)356.4多態(tài)6.4.1多態(tài)的含義6.4.2多態(tài)的應(yīng)用366.4多態(tài)6.4.1多態(tài)的含義366.4.1多態(tài)的含義所謂多態(tài)性是指同一個接口被不同的對象操作產(chǎn)生不同的響應(yīng)。面向?qū)ο蟮亩鄳B(tài)性從實現(xiàn)的角度來講，可以分為靜態(tài)多態(tài)性和動態(tài)多態(tài)性兩種。靜態(tài)多態(tài)性是在編譯的過程中確定同名操作的具體操作對象的，而動態(tài)多態(tài)性則是在程序運行過程中動態(tài)地確定操作所針對的具體對象的。所謂消息，是指對類的成員函數(shù)的調(diào)用。不同的方法是指不同的實現(xiàn)，也就是調(diào)用了不同的函數(shù)。376.4.1多態(tài)的含義所謂多態(tài)性是指同一個接口被不同的對象6.4.1多態(tài)的含義動態(tài)多態(tài)是通過虛函數(shù)來實現(xiàn)的，虛函數(shù)的使用本質(zhì)是將派生類類型的指針賦給基類類型的指針，虛函數(shù)被調(diào)用時會自動判斷調(diào)用對象的類型，從而做出相應(yīng)的響應(yīng)?！纠?．16】多態(tài)應(yīng)用舉例。#include<iostream.h>constdoublePi=3.141593;classShapes{public:virtualvoiddraw()=0; //基類中的純虛函數(shù)virtualdoublearea()=0; //基類中的純虛函數(shù)};386.4.1多態(tài)的含義動態(tài)多態(tài)是通過虛函數(shù)來實現(xiàn)的，虛函數(shù)classCircle:publicShapes{private:doubleradius;public:Circle(doubler) { radius=r;} voiddraw() //在派生類中實現(xiàn){ cout<<"Drawcircle."<<endl; cout<<"Radius="<<radius<<endl; } doublearea() //在派生類中實現(xiàn) { returnPi*radius*radius; }};39classCircle:publicShapes39classSquare:publicShapes{private:doublelength;public: Square(doublelen) { length=len; }voiddraw() //在派生類中實現(xiàn) { cout<<"Drawsquare."<<endl; cout<<"Length="<<length<<endl; } doublearea() { returnlength*length; }};40classSquare:publicShapes40voidmain(){Circlec(10);Squares(12);Shapes*ptr;ptr=&c;ptr->draw();cout<<"Circlearea:"<<ptr->area()<<endl;cout<<"--------------------------\n";ptr=&s;ptr->draw();cout<<"Squarearea:"<<ptr->area()<<endl;}運行結(jié)果：Drawcircle.Radius=10Circlearea:314.159--------------------------Drawsquare.Length=12Squarearea:14441voidmain()運行結(jié)果：416.4.2多態(tài)的應(yīng)用【例6．18】設(shè)計動物類Animal，提供純虛函數(shù)food()顯示不同動物的食物；派生類Elephant類表示大象類，具體實現(xiàn)成員函數(shù)food()顯示Elephant的食物，派生類Lion類表示獅子類，具體實現(xiàn)成員函數(shù)food()顯示Lion的食物。定義普通函數(shù)ShowFood()，其參數(shù)類型為Animal類的指針，通過指針調(diào)用food()成員函數(shù)。426.4.2多態(tài)的應(yīng)用【例6．18】設(shè)計動物類Animal#include<iostream.h>classAnimal //定義Animal類{public: virtualvoidfood()=0;//成員函數(shù)food()為純虛函數(shù)。};classElephant:publicAnimal //定義派生類Elephant類繼承類Animal{public: voidfood(); //包含成員函數(shù)food()};classLion:publicAnimal //定義派生類Lion類繼承類Animal{public: voidfood(); //包含成員函數(shù)food()};43#include<iostream.h>43voidElephant::food(){cout<<"Elephantfeedongrass."<<endl;}voidLion::food(){cout<<"Lionfeedonmeat."<<endl;}voidShowFood(Animal*ptr){ptr->food();}voidmain(){ Elephantelep1; Lionlion1; Animal*Aniptr; elep1.food(); lion1.food(); cout<<"------------------------"<<endl; Aniptr=&elep1; ShowFood(Aniptr); Aniptr=&lion1; ShowFood(Aniptr);}運行結(jié)果：Elephantfeedongrass.Lionfeedonmeat.------------------------Elephantfeedongrass.Lionfeedonmeat.44voidElephant::food()運行結(jié)果：44總結(jié)介紹了靜態(tài)聯(lián)編和動態(tài)聯(lián)編的含義；講解了虛函數(shù)的作用和定義；講解了虛析構(gòu)函數(shù)的作用和定義；講解了純虛函數(shù)和抽象類的概念和應(yīng)用；介紹了多態(tài)性的應(yīng)用。45總結(jié)介紹了靜態(tài)聯(lián)編和動態(tài)聯(lián)編的含義；45第六章虛函數(shù)和多態(tài)性46第六章虛函數(shù)和多態(tài)性1目標理解靜態(tài)聯(lián)編和動態(tài)聯(lián)編的含義熟練掌握虛函數(shù)的使用掌握虛析構(gòu)函數(shù)的作用掌握抽象類掌握多態(tài)性47目標理解靜態(tài)聯(lián)編和動態(tài)聯(lián)編的含義26.1靜態(tài)聯(lián)編和動態(tài)聯(lián)編486.1靜態(tài)聯(lián)編和動態(tài)聯(lián)編36.1靜態(tài)聯(lián)編和動態(tài)聯(lián)編聯(lián)編是指一個程序模塊、代碼之間的關(guān)聯(lián)過程，也就是把一個標識符名和一個存儲地址聯(lián)系在一起的過程。按照聯(lián)編進行階段的不同，可以分為靜態(tài)聯(lián)編和動態(tài)聯(lián)編。496.1靜態(tài)聯(lián)編和動態(tài)聯(lián)編聯(lián)編是指一個程序模塊、代碼之6.1靜態(tài)聯(lián)編和動態(tài)聯(lián)編1．靜態(tài)聯(lián)編所謂靜態(tài)聯(lián)編，是指程序之間的匹配、連接工作在編譯階段，即程序運行之前完成，也稱為早期聯(lián)編。函數(shù)重載和運算符重載就屬于靜態(tài)多態(tài)性。所謂函數(shù)重載是指同一個函數(shù)名可以對應(yīng)著多個函數(shù)的實現(xiàn)。每一種函數(shù)的實現(xiàn)對應(yīng)相同的函數(shù)名，但是函數(shù)參數(shù)的個數(shù)不同。506.1靜態(tài)聯(lián)編和動態(tài)聯(lián)編1．靜態(tài)聯(lián)編5【例6.1】參數(shù)個數(shù)不同的重載函數(shù)實例。#include<iostream.h>classMaxClass{private: intx,y,w,h;public: MaxClass(int,int,int,int); intmax(int,int); intmax(int,int,int); intmax(int,int,int,int); voiddisplay();};MaxClass::MaxClass(inta,intb,intc,intd){ x=a;y=b;w=c;h=d;}51【例6.1】參數(shù)個數(shù)不同的重載函數(shù)實例。6intMaxClass::max(inta,intb){ x=a;y=b; returnx>y?x:y;}intMaxClass::max(inta,intb,intc){ w=c; returnmax(a,b)>w?max(a,b):w;}intMaxClass::max(inta,intb,intc,intd){ h=d; returnmax(a,b,c)>d?max(a,b,c):h;}voidMaxClass::display(){ cout<<"四個數(shù)是:"<<x<<","<<y<<","<<w<<","<<h<<endl;}52intMaxClass::max(inta,intb)voidmain(){ MaxClassmc(34,67,143,89); cout<<"計算前兩個數(shù)中的最大數(shù)為:“<<mc.max(34,67)<<endl; cout<<"計算前三個數(shù)中的最大數(shù)為:“<<mc.max(34,67,143)<<endl; cout<<"計算四個數(shù)中的最大數(shù)為:“<<mc.max(34,67,143,89)<<endl; cout<<"其中,"; mc.display();}運行結(jié)果：計算前兩個數(shù)中的最大數(shù)為:67計算前三個數(shù)中的最大數(shù)為:143計算四個數(shù)中的最大數(shù)為:143其中,四個數(shù)是:34,67,143,8953voidmain()運行結(jié)果：86.1靜態(tài)聯(lián)編和動態(tài)聯(lián)編2.動態(tài)聯(lián)編與靜態(tài)聯(lián)編相對應(yīng)，編譯程序在編譯階段不能確定將要調(diào)用的函數(shù)，只有在程序運行階段才能確定調(diào)用的函數(shù)。在編譯、連接過程中無法解決的聯(lián)編問題，要等到程序開始運行之后再來確定該調(diào)用的函數(shù)，這種聯(lián)編工作稱為動態(tài)聯(lián)編，也稱為晚期聯(lián)編。C++的動態(tài)聯(lián)編是通過虛函數(shù)和基類的指針實現(xiàn)的，是一種動態(tài)多態(tài)。在后面的例題中可以從中了解。546.1靜態(tài)聯(lián)編和動態(tài)聯(lián)編2.動態(tài)聯(lián)編96.2虛函數(shù)6.2.1虛函數(shù)的定義6.2.2虛函數(shù)與動態(tài)聯(lián)編6.2.3虛函數(shù)的重載6.2.4虛析構(gòu)函數(shù)556.2虛函數(shù)6.2.1虛函數(shù)的定義106.2.1虛函數(shù)的定義引入虛函數(shù)的目的。虛函數(shù)的作用是允許在派生類中重新定義與基類同名的函數(shù)，并且可以通過基類指針或引用來訪問基類和派生類中的同名函數(shù)。566.2.1虛函數(shù)的定義引入虛函數(shù)的目的。116.2.1虛函數(shù)的定義2.虛函數(shù)的定義虛函數(shù)的定義是在基類中進行的。虛函數(shù)的定義語法格式如下：virtual<函數(shù)類型><函數(shù)名>(形參表){ 函數(shù)體}576.2.1虛函數(shù)的定義2.虛函數(shù)的定義126.2.1虛函數(shù)的定義3.定義虛函數(shù)時，要注意遵循以下規(guī)則：1）只有成員函數(shù)才能聲明為虛函數(shù)，因為虛函數(shù)僅適用于有繼承關(guān)系的類對象，所以普通函數(shù)不能聲明為虛函數(shù)。2）虛函數(shù)的聲明只能出現(xiàn)在類聲明中的函數(shù)原型聲明中，而不能出現(xiàn)在成員的函數(shù)體實現(xiàn)上。3）類的靜態(tài)成員函數(shù)不可以定義為虛函數(shù)，因為靜態(tài)成員函數(shù)不受限于某個對象。586.2.1虛函數(shù)的定義3.定義虛函數(shù)時，要注意遵循以6.2.1虛函數(shù)的定義定義虛函數(shù)時，要注意遵循以下規(guī)則：4）類的構(gòu)造函數(shù)不可以定義為虛函數(shù)。多態(tài)是指不同的對象對同一消息有不同的行為特性。虛函數(shù)作為運行過程中多態(tài)的基礎(chǔ)，主要是針對對象的，而構(gòu)造函數(shù)是在對象產(chǎn)生之前運行的，因此，虛構(gòu)造函數(shù)是沒有意義的。5）內(nèi)聯(lián)函數(shù)不能聲明為虛函數(shù)，因為內(nèi)聯(lián)函數(shù)不能在運行中動態(tài)確定其位置。596.2.1虛函數(shù)的定義定義虛函數(shù)時，要注意遵循以下規(guī)則：6.2.2虛函數(shù)與動態(tài)聯(lián)編虛函數(shù)是動態(tài)聯(lián)編的基礎(chǔ)，如果某個類中的一個成員函數(shù)被說明為虛函數(shù)，則當(dāng)使用指針或引用所標識的對象操作這個成員函數(shù)時，對該成員函數(shù)調(diào)用采用動態(tài)聯(lián)編的方式，即在運行時進行關(guān)聯(lián)或束定。虛成員函數(shù)是動態(tài)聯(lián)編的，即在運行時是根據(jù)對象類型而不是指向該對象的指針或引用類型選擇成員函數(shù)。動態(tài)聯(lián)編只能通過指針或引用所標識對象來操作虛函數(shù)。606.2.2虛函數(shù)與動態(tài)聯(lián)編虛函數(shù)是動態(tài)聯(lián)編的基礎(chǔ)，如果某【例6.5】使用虛函數(shù)例題。#include<iostream.h>#include<string.h>staticintLine=1;classCAnimal //定義基類CAnimal{protected: char*name;public: CAnimal(char*na) { name=newchar[strlen(na)+1]; strcpy(name,na); } virtualvoiddisplay() //虛函數(shù)聲明 { cout<<"("<<Line++<<"):動物(食草/食肉)."<<endl; }};61【例6.5】使用虛函數(shù)例題。16classCHerbivorous:publicCAnimal//定義派生類CHerbivorous{public: CHerbivorous(char*na):CAnimal(na){} voiddisplay() //重新定義虛函數(shù) { cout<<"("<<Line++<<"):食草動物:"<<name<<endl; }};//定義派生類CCarnivore(食肉動物)classCCarnivore:publicCAnimal {public: CCarnivore(char*na):CAnimal(na){} voiddisplay() //重新定義虛函數(shù) { cout<<"("<<Line++<<"):食肉動物:"<<name<<endl; }};62classCHerbivorous:publicCAnivoidmain(){ CAnimalanimal(""),*ptrAni; CHerbivorousherb("羚羊"); CCarnivorecarn("老虎"); ptrAni=&animal; ptrAni->display(); ptrAni=&herb; ptrAni->display(); ((CHerbivorous*)ptrAni)->display(); ptrAni=&carn; ptrAni->display(); ((CCarnivore*)ptrAni)->display(); herb.display(); carn.display();}運行結(jié)果：(1):動物(食草/食肉).(2):食草動物:羚羊(3):食草動物:羚羊(4):食肉動物:老虎(5):食肉動物:老虎(6):食草動物:羚羊(7):食肉動物:老虎63voidmain()運行結(jié)果：186.2.3虛函數(shù)的重載1.虛函數(shù)與重載的關(guān)系一般的函數(shù)重載，只要函數(shù)名相同，函數(shù)的所帶參數(shù)的個數(shù)、類型或次序不同。當(dāng)重載一個虛函數(shù)時，也就是說在派生類中重新定義此虛函數(shù)時，要求函數(shù)名、返回類型、參數(shù)個數(shù)、參數(shù)類型以及參數(shù)的順序都與基類中的原型完全相同，不能有任何的不同?！纠?.7】虛函數(shù)重載。646.2.3虛函數(shù)的重載1.虛函數(shù)與重載的關(guān)系19#include<iostream.h>#include<string.h>classperson{protected: char*name;public: person(char*n) { name=newchar[strlen(n)+1]; strcpy(name,n); } ~person() {delete[]name;}virtualvoidprintInfo() //基類中的函數(shù){ cout<<"姓名:"<<name<<"\n"; }};65#include<iostream.h>20classworker:publicperson{private:char*type;public: worker(char*na,char*t="SteelWorker"):person(na) { type=newchar[strlen(t)+1]; strcpy(type,t); } ~worker(){ delete[]type;}voidprintInfo() //在派生類worker中重新定義{ cout<<name<<","; cout<<type<<endl; }};66classworker:publicperson21classteacher:publicperson{private:char*subject;public: teacher(char*na,char*s):person(na) { subject=newchar[strlen(s)+1]; strcpy(subject,s); } ~teacher(){delete[]subject; }voidprintInfo() //在派生類teacher中重新定義{ cout<<name<<","; cout<<subject<<"教師"<<endl; }};67classteacher:publicperson22voidmain(){workerw("張曉強","園林工人");teachert("李文卓","生命科學(xué)");person*p;p=&w;p->printInfo();p=&t;p->printInfo();}運行結(jié)果：張曉強,園林工人李文卓,生命科學(xué)教師68voidmain()運行結(jié)果：236.2.3虛函數(shù)的重載2.多繼承中的虛函數(shù)【例6.8】多繼承中使用虛函數(shù)例題。#include<iostream.h>classbase1 //定義基類base1{public: virtualvoiddisplay() //函數(shù)定義為虛函數(shù) { cout<<"基類base1."<<endl; }};696.2.3虛函數(shù)的重載2.多繼承中的虛函數(shù)24classbase2 //定義基類base2{public: voiddisplay() //函數(shù)為一般成員函數(shù) { cout<<"基類base2."<<endl; }};classderive:publicbase1,publicbase2{public: voiddisplay() { cout<<"派生類derive公有繼承base1和base2."<<endl; }};70classbase2 //定義基類base225voidmain(){ base1obj1,*ptr1; base2obj2,*ptr2; deriveobj3; ptr1=&obj1; ptr1->display(); ptr1=&obj3; ptr1->display();//動態(tài)聯(lián)編，ptr1類型為derive類型 ptr2=&obj2; ptr2->display(); ptr2=&obj3; ptr2->display();//靜態(tài)聯(lián)編，ptr1類型為base2類型}運行結(jié)果：基類base1.派生類derive公有繼承base1和base2.基類base2.基類base2.71voidmain()運行結(jié)果：266.2.4虛析構(gòu)函數(shù)在析構(gòu)函數(shù)前面冠以關(guān)鍵字virtual進行說明，則稱該析構(gòu)函數(shù)為虛析構(gòu)函數(shù)。虛析構(gòu)函數(shù)的聲明語法格式如下：virtual~類名（）例如:classexample{public:virtual~example();…};726.2.4虛析構(gòu)函數(shù)在析構(gòu)函數(shù)前面冠以關(guān)鍵字virtua6.3純虛函數(shù)和抽象類6.3.1純虛函數(shù)6.3.2抽象類736.3純虛函數(shù)和抽象類6.3.1純虛函數(shù)286.3.1純虛函數(shù)一些類表示沒有具體意義的抽象概念，它不能為其虛函數(shù)提供具體的定義，因此可以定義為純虛函數(shù)。純虛函數(shù)是一個在基類中說明的虛函數(shù)，它在該基類中只有一個函數(shù)聲明，并沒有具體函數(shù)功能的實現(xiàn)。純虛函數(shù)的聲明形式如下：

virtual<函數(shù)類型><函數(shù)名>(參數(shù)表)=0;不能創(chuàng)建含有一個或多個純虛函數(shù)的類對象，純虛函數(shù)不可以直接調(diào)用，也不可以被繼承。746.3.1純虛函數(shù)一些類表示沒有具體意義的抽象概念，它6.3.2抽象類包含一個或多個純虛函數(shù)的類稱為抽象類。由于抽象類中的純虛函數(shù)沒有具體的函數(shù)實現(xiàn)，因此不能定義抽象類的對象。抽象類只能作為基類被子類繼承，其純虛函數(shù)的實現(xiàn)由派生類給出。抽象類的重要用處是提供一個接口，而不揭示任何實現(xiàn)的細節(jié)。抽象類不能用作參數(shù)類型、函數(shù)返回類型或強制類型轉(zhuǎn)換。但是，可以聲明抽象類的指針和引用。756.3.2抽象類包含一個或多個純虛函數(shù)的類稱為抽象類。30【例6．14】使用抽象指針。#include<iostream.h>classCPoint //抽象基類CPoint聲明{protected: longx,y;public: CPoint(intxx=0,intyy=0) { x=xx; y=yy; } virtualvoiddisplay()=0; //純虛函數(shù)成員};76【例6．14】使用抽象指針。31classCRectangle:publicCPoint //派生類Rectangle聲明{private: doublewidth,height;public: CRectangle(longx,longy,doublew,doubleh):CPoint(x,y) { width=w; height=h; } voiddisplay() //虛成員函數(shù) { cout<<"矩形"<<endl; cout<<"位置:("<<x<<","<<y<<")"<<endl; cout<<"長="<<width<<",寬="<<height<<endl; }};77classCRectangle:publicCPointclassCTriangle:publicCPoint //派生類CTriangle聲明{private: doublea,b,c;public: CTriangle(longx,longy,doublea1,doubleb1,doublec1):CPoint(x,y){ a=a1; b=b1;c=c1; } voiddisplay() //虛成員函數(shù) { cout<<"三角形"<<endl; cout<<"位置:("<<x<<","<<y<<")"<<endl; cout<<"三邊長："<<a<<","<<b<<","<<c<<endl;

}};78classCTriangle:publicCPoint voidmain(){ CPoint*ptr[2]; //聲明抽象基類指針 CRectangler1(10,10,120,60); CTrianglet1(50,50,345,456,567); ptr[0]=&r1; //指針指向CRectangle類對象 ptr[0]->display(); cout<<"-----------------------\n"; ptr[1]=&t1; //指針指向CTriangle類對象 ptr[1]->display();}運行結(jié)果：矩形位置:(10,10)長=120,寬=60-----------------------三角形位置:(50,50)三邊長：345,456,56779voidmain()運行結(jié)果：346.4多態(tài)806.4多態(tài)356.4多態(tài)6.4.1多態(tài)的含義6.4.2多態(tài)的應(yīng)用816.4多態(tài)6.4.1多態(tài)的含義366.4.1多態(tài)的含義所謂多態(tài)性是指同一個接口被不同的對象操作產(chǎn)生不同的響應(yīng)。面向?qū)ο蟮亩鄳B(tài)性從實現(xiàn)的角度來講，可以分為靜態(tài)多態(tài)性和動態(tài)多態(tài)性兩種。靜態(tài)多態(tài)性是在編譯的過程中確定同名操作的具體操作對象的，而動態(tài)多態(tài)性則是在程序運行過程中動態(tài)地確定操作所針對的具體對象的。所謂消息，是指對類的成員函數(shù)的調(diào)用。不同的方法是指不同的實現(xiàn)，也就是調(diào)用了不同的函數(shù)。826.4.1多態(tài)的含義所謂多態(tài)性是指同一個接口被不同的對象6.4.1多態(tài)的含義動態(tài)多態(tài)是通過虛函數(shù)來實現(xiàn)的，虛函數(shù)的使用本質(zhì)是將派生類類型的指針賦給基類類型的指針，虛函數(shù)被調(diào)用時會自動判斷調(diào)用對象的類型，從而做出相應(yīng)的響應(yīng)?！纠?．16】多態(tài)應(yīng)用舉例。#include<iostream.h>constdoublePi=3.141593;classShapes{public:virtualvoiddraw()=0; //基類中的純虛函數(shù)virtualdoublearea()=0; //基類中的純虛函數(shù)};836.4.1多態(tài)的含義動態(tài)多態(tài)是通過虛函數(shù)來實現(xiàn)的，虛函數(shù)classCircle:publicShapes{private:doubleradius;public: