面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)與方法 課件 第7章多態(tài)

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第7章多態(tài)第7章多態(tài)第7章

多態(tài)

7.1多態(tài)性概述

7.2虛函數(shù)

7.2.1虛函數(shù)的聲明與應用

7.2.2虛析構(gòu)函數(shù)

7.3如何實現(xiàn)動態(tài)綁定

7.4純虛函數(shù)與抽象類

7.5小結(jié)

第7章多態(tài)7.1多態(tài)性概述

7.2虛函數(shù) 7.3如何實現(xiàn)動態(tài)綁定 7.4純虛函數(shù)與抽象類 7.5小結(jié)

第7章多態(tài)7.1多態(tài)性概述對于重載函數(shù)，在調(diào)用函數(shù)處，編譯器能夠根據(jù)類型匹配情況確定要調(diào)用哪個函數(shù)。這個工作是在編譯連接階段進行的，稱為靜態(tài)綁定（staticbinding）或早期綁定（earlybinding）。面向?qū)ο蠖鄳B(tài)（polymorphism）的目的，是讓處理基類對象的程序代碼，能夠處理派生類對象?；蛘哒f，對于同樣的消息（函數(shù)調(diào)用），被不同類型對象接收時導致不同的行為。這個功能是通過虛函數(shù)實現(xiàn)的。虛函數(shù)機制使得函數(shù)調(diào)用與函數(shù)體的聯(lián)系可以在程序運行時確定，這稱為動態(tài)綁定（dynamicbinding），又稱為晚期綁定或運行時綁定。第7章多態(tài)7.1多態(tài)性概述 7.2虛函數(shù)

7.3如何實現(xiàn)動態(tài)綁定 7.4純虛函數(shù)與抽象類 7.5小結(jié)

第7章多態(tài)7.2虛函數(shù)7.2.1虛函數(shù)的聲明與應用將一個成員函數(shù)聲明為虛函數(shù)，就是在前面添加關鍵字virtual。第7章多態(tài)這種在派生類中對virtual函數(shù)的再定義，稱為重寫（overriding），注意要與函數(shù)重載（overloading）與第6章中的函數(shù)同名屏蔽區(qū)分開。由于虛機制的存在，程序在運行時根據(jù)對象的類型去調(diào)用合適的成員函數(shù)。這樣的程序結(jié)構(gòu)具有很好的可擴展性。例如可以在基類的基礎上派生出任意的新類型，而函數(shù)test()不需做任何改變就可用于新類型的對象。1. 虛函數(shù)是成員函數(shù)，但不會是靜態(tài)成員函數(shù)。2. 如果虛函數(shù)定義在類體外，則關鍵字virtual只能出現(xiàn)在類內(nèi)的函數(shù)聲明前。當使用作用域運算符“::”時，虛機制不再起作用。派生類中的對應函數(shù)接口必須與基類中的完全相同。對函數(shù)返回類型可以稍微放松要求，如果基類中的虛函數(shù)返回類型是A*（或A&），派生類中重寫的函數(shù)可以返回B*（或B&），其中B是A的public派生類。如果不滿足這些要求，則派生類中的同名函數(shù)就不是對基類虛函數(shù)的重寫，而是重新定義的一個函數(shù)，即使帶有關鍵字virtual也是如此。如果原函數(shù)有默認形參值，就不要在派生類中再定義新的形參值。因為默認形參值是靜態(tài)綁定的，只能來自基類中的定義。在多層次繼承中，如果派生類沒有對基類的虛函數(shù)進行重寫，則自動調(diào)用繼承層次中最近的虛函數(shù)。使用虛函數(shù)時應注意以下幾點：第7章多態(tài)要想實現(xiàn)運行時的多態(tài)，必須滿足三個基本條件：1）public繼承；2）虛函數(shù)；3）通過指針（或引用）調(diào)用虛函數(shù)。第7章多態(tài)運行結(jié)果：Graduate::Show()Graduate::Show()UnivPerson::Show()Student::Study()Student::Eat()Graduate::Eat()Student::Study()Graduate::Show()第7章多態(tài)7.2虛函數(shù)7.2.2虛析構(gòu)函數(shù)構(gòu)造函數(shù)不能為虛函數(shù)，而析構(gòu)函數(shù)可以是虛函數(shù)。如果基類的析構(gòu)函數(shù)是虛函數(shù)，則所有派生類的析構(gòu)函數(shù)都自動為虛函數(shù)。將析構(gòu)函數(shù)聲明為虛函數(shù)，可以使程序運行更加安全。運行結(jié)果：ConstructorofCPoint.ConstructorofRectangle.DestructorofCPoint.改成虛析構(gòu)函數(shù)后的運行結(jié)果：ConstructorofCPoint.ConstructorofRectangle.DestructorofRectangle.DestructorofCPoint.第7章多態(tài)7.1多態(tài)性概述 7.2虛函數(shù) 7.3如何實現(xiàn)動態(tài)綁定

7.4純虛函數(shù)與抽象類 7.5小結(jié)

第7章多態(tài)7.3如何實現(xiàn)動態(tài)綁定對于含虛函數(shù)的類，編譯器為每個類建立唯一的虛函數(shù)表vtable，表中存放該類的虛函數(shù)的地址，包括新聲明的以及繼承的虛函數(shù)。編譯器還為每個類加上一個數(shù)據(jù)成員vptr，這是一個指向虛函數(shù)表的指針。虛函數(shù)表中的順序，與類中虛函數(shù)的聲明順序一致。派生類會繼承基類的虛函數(shù)表，當在派生類中重寫虛函數(shù)時，表中元素存儲的地址將不再是基類虛函數(shù)的地址，而是派生類虛函數(shù)的地址。classA{public: intdata1; voidfun1(){} virtualvoidvfun1(){} virtualvoidvfun2(){}};

第7章多態(tài)classB:publicA{public: intdata2; voidfun1(){} virtualvoidvfun2(){}};第7章多態(tài)7.1多態(tài)性概述 7.2虛函數(shù) 7.3如何實現(xiàn)動態(tài)綁定 7.4純虛函數(shù)與抽象類7.5小結(jié)

第7章多態(tài)7.4純虛函數(shù)與抽象類在“形狀－點－圓－球”這樣的繼承關系中，“形狀”是比較抽象的概念，無法為其定義求面積的函數(shù)，但可以在基類中聲明一個統(tǒng)一接口，在派生類中再給出求面積的實現(xiàn)。這樣的虛函數(shù)稱為純虛函數(shù)：

virtual返回類型函數(shù)名(參數(shù)列表)=0; 注意純虛函數(shù)聲明中沒有函數(shù)體，與函數(shù)定義不同： virtualdoubleArea(){}含有純虛函數(shù)的類稱為抽象類。不能定義抽象類的對象，可以聲明抽象類引用或指向抽象類的指針。在抽象類基礎上派生出的新類，如果給出了所有純虛函數(shù)的實現(xiàn)，就不再是抽象類，否則仍是抽象類。運行結(jié)果：50.265412.5664第7章多態(tài)7.1多態(tài)性概述 7.2虛函數(shù) 7.3如何實現(xiàn)動態(tài)綁定 7.4純虛函數(shù)與抽象類 7.5小結(jié)

第7章多態(tài)7.5小結(jié)虛函數(shù)是用virtual關鍵字聲明的非靜態(tài)成員函數(shù)。虛函數(shù)機制使得函數(shù)調(diào)用與函數(shù)體的聯(lián)系可以在程序運行時確定。要想實現(xiàn)運行時的多態(tài)，必須滿足三個條件：1）public繼承；2）虛函數(shù)；3）通過指針（或引用）調(diào)用虛函數(shù)。構(gòu)造函數(shù)不能是虛函數(shù)，析構(gòu)函數(shù)可以是虛函數(shù)，而且常常被聲明為虛函數(shù)。