多态性与虚函数讲稿

实现机制
– 将指定的运算表达式转化为对运算符函数的调 用，运算对象转化为运算符函数的实参。 – 编译系统对重载运算符的选择，遵循函数重载 的选择原则。
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C++语言程序设计
规则和限制
运算符重载
C++不允许重载下列四个运算符： . .* :: ?: 只能重载C++语言中已有的运算符， 不可臆造新的。 不改变原运算符的优先级和结合性。 不能改变操作数个数。 经重载的运算符，其操作数中至少应 该有一个是自定义类型。
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//后置单目运算符重载 Clock Clock::operator ++ (int) { //注意形参表中的整型参数 Clock old = *this; ++(*this); //调用前置“++”运算符 return old; }
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程序运行结果为： First time output: 23:59:59 Show myClock++: 23:59:59 Show ++myClock: 0:0:1

– 消息：对类的成员函数的调用 – 不同的行为：不同的实现，即调用了不 同的函数
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C++语言程序设计
多态的类型
多态性概述

强制多态：数据类型转换（隐式或显 式）

重载多态：函数重载，运算符重载 包含多态：虚函数 类型参数化多态：函数模板，类模板
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C++语言程序设计
多态的实现
多态性概述

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Complex Complex::operator + (const Complex &c2) const { //重载运算符函数实现 return Complex(real + c2.real, imag + c2.imag); //创建一个临时无名对象作为返回值 } Complex Complex::operator - (const Complex &c2) const { //重载运算符函数实现 return Complex(real - c2.real, imag c2.imag); //创建一个临时无名对象作为返回值 }

5.3纯虚函数和抽象类
如果基类只表达一些抽象的概念，而并不与具体的对象相联 系，但它又必须为其派生类提供一个公共的界面，则可以将基类 中的虚函数定义成纯虚函数。 例如：设计一个能细分为矩形、三角形和圆形的“图形”类。 使用继承将这些图形分类，找出能作为基类部分的共同特征和方 法（如求面积）
一、纯虚函数
定义了基类虚析构函数，基类指针指向的派生类动态对象 也可以正确地用delete析构。 设计类层次结构时，提供一个 虚析构函数，能够使派生类对象在不同状态下正确调用析构函 数。
理解继承层次的关键在于理解如何确定函数调用。确定函数 调用遵循一下四个步骤： （1）首先确定进行函数调用的对象、引用或指针的静态类型。 （2）在该类中查找函数，如果找不到，就在直接基类中查找，如 果循着类的继承往上找，指导找到该函数或者查找完最后一个类。 如果不能在类或相关基类中找到该名字，则调用是错误的。 （3）一旦找到了该名字，就进行常规类型检查，查看如果给定找 到的定义，该函数调用是否合法。 （4）假定函数调用合法，编译器就生成代码。如果函数是虚函 数且通过引用或指针调用，则编译器生成代码以确定根据对象的 动态类型运行哪个函数版本，否则，编译器生成代码直接调用函 数。
（3）派生类中可以根据需要重新定义虚函数，如果没有 对基类的虚函数重新定义，则派生类简单地继承其直接 基类的虚函数。
4.虚析构函数
构造函数不能是虚函数， 建立一个派生类对象时，必须 从类层次的根开始，沿着继承路径逐个调用基类的构造函数。 但析构函数可以是虚函数，虚析构函数用于指引 delete 运算 符正确析构动态对象。 【例题5 .2】修改例题【例题5 .1】的代码，将部分数据成员定 义成char *类型，定义析构函数和拷贝构造函数，动态创建对 象，用delete释放对象。（virtualDestructor.cpp）

虚函数的例子
虚函数与函数重载


虚函数可以在一个或多个派生类中被重新定义， 因此，属于函数重载的情况， 但这种重载与一般的函数重载是不同的，要求在 派生类中重新定义时，必须与基类中的函数原型 完全相同，包括函数名、返回类型、参数个数和 参数类型的顺序。这时无论在派生类的相应成员 函数前是否加上关键字virtual，都将视其为虚函 数，如果函数原型不同，只是函数名相同，C++将 视其为一般的函数重载，而不是虚函数。 只有类的成员函数才能声明为虚函数，全局函数 及静态成员函数不能声明为虚函数。
虚函数的几点说明

注意：
只有通过基类指针或引用间接指向派生类 子类型时，多态性才会起作用

当通过对象名调用成员函数时，只可能是 调用对象自身的成员，因此在通过一个对 象访问虚函数时采用静态联编
在调用中对虚函数使用成员名限定可以强 制C++对该函数使用静态联编

#include <iostream.h> class Rec:public Point class Point { { private: private: int len; int x; int width; int y; public: public: Rec(int a,int b,int l,int w):Point(a,b) Point(int a,int b) { len=l; { x=a; width=w; } y=b; } int area() virtual int area() { cout<<"\narea in dirived"<<endl; { cout<<"\narea return len*width; } in base"<<endl; }; return 0; }}; void disp(Point &rx,Point*px,Point x) { cout<<"reference area="<<rx.area()<<endl; cout<<"pointer area="<<px->area()<<endl; cout<<"object area="<<x.area()<<endl;} void main() { Rec rect(3,5,7,9); Rec *prect=&rect; disp(rect,prect,rect);}

};
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第六页，共29页。
第七章 虚函数和多态性
• 7.1 虚函数
7.1.1静态多态性
C Cobj;
Cobj.fun(); Cobj.B::fun();
Cobj.A::fun(); A & Aref=Cobj; Aref.fun();
//调用C::fun()
//调用B::fun() //调用A::fun()
int x; };
class First_d: public Base { public:
First_d (int a ):Base(a) { }
void who() { cout << "First derivation " <<x<<"\n";} }; class Second_d :public Base
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第二十四页，共29页。
第七章 虚函数和多态性
• 7.1 虚函数
基类函数具有虚特性的条件是：
• 在基类中，将该函数说明为虚(virtual)函数。这样可以在 派生类中重新定义此函数，为它赋予新的功能，并能够方 便调用。在类外定义虚函数时，不必再加virtual关键字。
• 定义基类的公有派生类； • 在基类的公有派生类中原型一致地重载该虚函数；
p
x &Base::who()
&First_d::who()
对于p是不可见的
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第十三页，共29页。
第七章 虚函数和多态性
• 7.1 虚函数
7.1.3 虚函数与多态性
如果随着p所指向的对象的不同p->who()能调用不同类 中who()的版本，这样就可以用一个界面p->who()访问 多个实现版本，这在编程时非常有用。实际上，这 表达了一种动态的性质，函数调用p->who()依赖于 运行时p所指向的对象。虚函数提供的就是这种解 释机制。虚函数是在基类中被冠以virtual的成员函