面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)ppt課件

1、第第5 5章章 多態(tài)與籠統(tǒng)類多態(tài)與籠統(tǒng)類n 5.1 5.1 類層次的多態(tài)問(wèn)題類層次的多態(tài)問(wèn)題n 5.2 5.2 類型兼容規(guī)那么類型兼容規(guī)那么( (重點(diǎn)重點(diǎn)) )n 5.3 5.3 多態(tài)的概念多態(tài)的概念n 5.4 5.4 多態(tài)的分類多態(tài)的分類n 5.5 5.5 聯(lián)編聯(lián)編n 5.6 5.6 虛函數(shù)虛函數(shù)( (重點(diǎn)重點(diǎn)) )n 5.7 5.7 籠統(tǒng)類與純虛函數(shù)籠統(tǒng)類與純虛函數(shù)( (重點(diǎn)重點(diǎn)) )n【例【例5-15-1】在例】在例4-14-1程序中存在的兩個(gè)程序中存在的兩個(gè)缺乏：缺乏：n1 1基類基類Pay()Pay()和和Display()Display()的函數(shù)體的函數(shù)體均為空，在實(shí)現(xiàn)部分仍要寫(xiě)出

2、函數(shù)體均為空，在實(shí)現(xiàn)部分仍要寫(xiě)出函數(shù)體，顯得冗余。，顯得冗余。n2 2在主函數(shù)中，建立了在主函數(shù)中，建立了4 4個(gè)不同類個(gè)不同類的對(duì)象，進(jìn)展了類似的操作，反復(fù)寫(xiě)的對(duì)象，進(jìn)展了類似的操作，反復(fù)寫(xiě)了了4 4遍類似的語(yǔ)句，程序不夠簡(jiǎn)約。遍類似的語(yǔ)句，程序不夠簡(jiǎn)約。n基類設(shè)置成員函數(shù)基類設(shè)置成員函數(shù)Pay()Pay()和和Display()Display()的目的是為了一致規(guī)定類簇的根本行的目的是為了一致規(guī)定類簇的根本行為，雖有冗余，但也必要。為此，為，雖有冗余，但也必要。為此，C+C+提供了純虛函數(shù)來(lái)處理此問(wèn)題。提供了純虛函數(shù)來(lái)處理此問(wèn)題。 n在主函數(shù)中建立了在主函數(shù)中建立了4 4個(gè)不同類的對(duì)象，進(jìn)

3、展個(gè)不同類的對(duì)象，進(jìn)展了類似的操作，反復(fù)寫(xiě)了了類似的操作，反復(fù)寫(xiě)了4 4遍類似的語(yǔ)句。遍類似的語(yǔ)句。n應(yīng)該怎樣有效地來(lái)處置它們同樣的行為呢應(yīng)該怎樣有效地來(lái)處置它們同樣的行為呢？我們首先想到的是用循環(huán)處理，但調(diào)用？我們首先想到的是用循環(huán)處理，但調(diào)用這些同名函數(shù)的對(duì)象卻不一樣。這些同名函數(shù)的對(duì)象卻不一樣。n分析這些對(duì)象有一個(gè)共同點(diǎn)，那就是來(lái)自分析這些對(duì)象有一個(gè)共同點(diǎn)，那就是來(lái)自于同一個(gè)基類，而基類與派生類對(duì)象有什于同一個(gè)基類，而基類與派生類對(duì)象有什么關(guān)系呢？現(xiàn)實(shí)上，它們遵照類型兼容規(guī)么關(guān)系呢？現(xiàn)實(shí)上，它們遵照類型兼容規(guī)那么。那么。Employee Employee * *emp4=&m1,&t1,

4、&s1,&sm1; /emp4=&m1,&t1,&s1,&sm1; /聲明聲明籠統(tǒng)類指針數(shù)組籠統(tǒng)類指針數(shù)組for(int i=0;i4;i+)for(int i=0;iPay(); /empi-Pay(); /單一指令，實(shí)現(xiàn)多態(tài)，單一指令，實(shí)現(xiàn)多態(tài)，計(jì)算指針指向?qū)ο蟮墓べY計(jì)算指針指向?qū)ο蟮墓べYempi-Display();/empi-Display();/單一指令，實(shí)現(xiàn)多態(tài)，單一指令，實(shí)現(xiàn)多態(tài)，輸出指針指向?qū)ο蟮男畔⑤敵鲋羔樦赶驅(qū)ο蟮男畔?n類型兼容規(guī)那么是指在需求基類對(duì)象類型兼容規(guī)那么是指在需求基類對(duì)象的任何地方，都可以運(yùn)用公有派生類的任何地方，都可以運(yùn)用公有派生類的對(duì)象來(lái)替代。的對(duì)象來(lái)替代

5、。n經(jīng)過(guò)公有承繼，派生類得到了基類中經(jīng)過(guò)公有承繼，派生類得到了基類中除構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)之外的一切成除構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)之外的一切成員。這樣，公有派生類實(shí)踐就具備了員。這樣，公有派生類實(shí)踐就具備了基類的一切功能，凡是基類能處理的基類的一切功能，凡是基類能處理的問(wèn)題，公有派生類都可以處理。問(wèn)題，公有派生類都可以處理。 n類型兼容規(guī)那么中所指替代包括以下類型兼容規(guī)那么中所指替代包括以下情況：情況：n1 1派生類的對(duì)象可以賦值給基類的派生類的對(duì)象可以賦值給基類的對(duì)象。對(duì)象。n2 2派生類的對(duì)象可以初始化基類的派生類的對(duì)象可以初始化基類的援用。援用。n3 3派生類的對(duì)象的地址可以賦值給派生類的對(duì)象的地

6、址可以賦值給基類的指針變量?；惖闹羔樧兞?。n在替代之后，派生類對(duì)象就可以作為在替代之后，派生類對(duì)象就可以作為基類的對(duì)象運(yùn)用，但只能訪問(wèn)從基類基類的對(duì)象運(yùn)用，但只能訪問(wèn)從基類承繼的成員。承繼的成員。n【例【例5-35-3】例如類型兼容規(guī)那么的運(yùn)用】例如類型兼容規(guī)那么的運(yùn)用。n教材教材P261P261，該程序的運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果為：，該程序的運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果為：nBase classBase classnBase classBase classnBase classBase classnDerivel classDerivel classnDerive2 class Derive2 class n根據(jù)類型兼容規(guī)那

7、么，基類指針根據(jù)類型兼容規(guī)那么，基類指針p p可以可以指向派生類對(duì)象指向派生類對(duì)象obj2obj2、obj3obj3即派生即派生類對(duì)象可以替代基類對(duì)象，給基類指類對(duì)象可以替代基類對(duì)象，給基類指針賦值，但編譯時(shí)，編譯器根據(jù)針賦值，但編譯時(shí)，編譯器根據(jù)p p的的類型是基類型，自動(dòng)調(diào)用基類的類型是基類型，自動(dòng)調(diào)用基類的who()who()，所以結(jié)果如上所示。，所以結(jié)果如上所示。 n【思索題【思索題5-35-3】假設(shè)基類指針要訪問(wèn)派】假設(shè)基類指針要訪問(wèn)派生類的生類的who()who()，怎樣辦？，怎樣辦？n nC+C+提供了多態(tài)機(jī)制來(lái)處理這個(gè)問(wèn)題。提供了多態(tài)機(jī)制來(lái)處理這個(gè)問(wèn)題。n類型兼容規(guī)那么是類型兼

8、容規(guī)那么是C+C+多態(tài)的重要根底多態(tài)的重要根底。 n多態(tài)多態(tài)PolymorphismPolymorphism是指具有類似是指具有類似功能的不同函數(shù)運(yùn)用同一個(gè)稱號(hào)來(lái)實(shí)功能的不同函數(shù)運(yùn)用同一個(gè)稱號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而可以運(yùn)用一樣的調(diào)用方式來(lái)現(xiàn)，從而可以運(yùn)用一樣的調(diào)用方式來(lái)調(diào)用這些具有不同功能的同名函數(shù)的調(diào)用這些具有不同功能的同名函數(shù)的特性。特性。 nC+C+支持的多態(tài)可以分為四種類型：支持的多態(tài)可以分為四種類型：n重載多態(tài)：函數(shù)重載和運(yùn)算符重載重載多態(tài)：函數(shù)重載和運(yùn)算符重載n強(qiáng)迫多態(tài)：強(qiáng)迫類型轉(zhuǎn)換強(qiáng)迫多態(tài)：強(qiáng)迫類型轉(zhuǎn)換n包含多態(tài)：虛函數(shù)包含多態(tài)：虛函數(shù)n參數(shù)多態(tài)：函數(shù)模板和類模板參數(shù)多態(tài)：函數(shù)模板和類模板

9、 n聯(lián)編是指把一個(gè)標(biāo)識(shí)符名和一個(gè)存儲(chǔ)聯(lián)編是指把一個(gè)標(biāo)識(shí)符名和一個(gè)存儲(chǔ)地址聯(lián)絡(luò)在一同的過(guò)程。即函數(shù)調(diào)用地址聯(lián)絡(luò)在一同的過(guò)程。即函數(shù)調(diào)用與某個(gè)函數(shù)在多態(tài)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，確與某個(gè)函數(shù)在多態(tài)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，確定調(diào)用哪個(gè)同名聯(lián)絡(luò)的過(guò)程，又稱綁定調(diào)用哪個(gè)同名聯(lián)絡(luò)的過(guò)程，又稱綁定。分為：定。分為：n靜態(tài)聯(lián)編?kù)o態(tài)聯(lián)編n動(dòng)態(tài)聯(lián)編動(dòng)態(tài)聯(lián)編n靜態(tài)聯(lián)編是在編譯階段完成的聯(lián)編。靜態(tài)聯(lián)編是在編譯階段完成的聯(lián)編。例例5-25-2、例、例5-35-3及以前的函數(shù)重載都是及以前的函數(shù)重載都是采用靜態(tài)聯(lián)編方式。采用靜態(tài)聯(lián)編方式。n例例5-45-4，教材，教材P265P265，是靜態(tài)聯(lián)編。，是靜態(tài)聯(lián)編。n動(dòng)態(tài)聯(lián)編是在運(yùn)轉(zhuǎn)階段完成的聯(lián)編

10、。動(dòng)態(tài)聯(lián)編是在運(yùn)轉(zhuǎn)階段完成的聯(lián)編。 n在例在例5-45-4中，靜態(tài)聯(lián)編把基類指針中，靜態(tài)聯(lián)編把基類指針psps指指向的對(duì)象綁定到基類上，而在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)向的對(duì)象綁定到基類上，而在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)展動(dòng)態(tài)聯(lián)編將把進(jìn)展動(dòng)態(tài)聯(lián)編將把psps指向的對(duì)象綁定指向的對(duì)象綁定到派生類上。到派生類上。n可見(jiàn)，同一個(gè)指針，在不同階段被綁可見(jiàn)，同一個(gè)指針，在不同階段被綁定的類對(duì)象將是不同的，進(jìn)而被關(guān)聯(lián)定的類對(duì)象將是不同的，進(jìn)而被關(guān)聯(lián)的類成員函數(shù)也是不同的。的類成員函數(shù)也是不同的。n如何來(lái)確定是用靜態(tài)聯(lián)編還是用動(dòng)態(tài)如何來(lái)確定是用靜態(tài)聯(lián)編還是用動(dòng)態(tài)聯(lián)編呢？聯(lián)編呢？nC+C+規(guī)定，動(dòng)態(tài)聯(lián)編經(jīng)過(guò)承繼和虛函數(shù)規(guī)定，動(dòng)態(tài)聯(lián)編經(jīng)過(guò)承繼和虛函數(shù)

11、來(lái)實(shí)現(xiàn)。來(lái)實(shí)現(xiàn)。n虛函數(shù)是動(dòng)態(tài)聯(lián)編的根底。下面引見(jiàn)虛函數(shù)是動(dòng)態(tài)聯(lián)編的根底。下面引見(jiàn)虛函數(shù)。虛函數(shù)。n虛函數(shù)就是在基類中被關(guān)鍵字虛函數(shù)就是在基類中被關(guān)鍵字virtualvirtual闡明、并在一個(gè)或多個(gè)派生類中被重闡明、并在一個(gè)或多個(gè)派生類中被重新定義的成員函數(shù)。新定義的成員函數(shù)。n聲明虛函數(shù)的格式如下：聲明虛函數(shù)的格式如下：nvirtual virtual (););n在派生類中重新定義虛函數(shù)時(shí)，其函在派生類中重新定義虛函數(shù)時(shí)，其函數(shù)原型包括前往類型、函數(shù)名、參數(shù)數(shù)原型包括前往類型、函數(shù)名、參數(shù)個(gè)數(shù)與參數(shù)類型的順序，都必需與基個(gè)數(shù)與參數(shù)類型的順序，都必需與基類中的原型必需一樣。類中的原型必需一

12、樣。n一個(gè)函數(shù)一旦被聲明為虛函數(shù)，那么一個(gè)函數(shù)一旦被聲明為虛函數(shù)，那么無(wú)論聲明它的類被承繼了多少層，在無(wú)論聲明它的類被承繼了多少層，在每一層派生類中該函數(shù)都堅(jiān)持虛函數(shù)每一層派生類中該函數(shù)都堅(jiān)持虛函數(shù)特性。因此，在派生類中重新定義該特性。因此，在派生類中重新定義該函數(shù)時(shí)，可以省略關(guān)鍵字函數(shù)時(shí)，可以省略關(guān)鍵字virtualvirtual。但。但是，為了提高程序的可讀性，往往不是，為了提高程序的可讀性，往往不省略。省略。n在程序運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不同類的對(duì)象調(diào)用各在程序運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不同類的對(duì)象調(diào)用各自的虛函數(shù)，這就是運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)多態(tài)。自的虛函數(shù)，這就是運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)多態(tài)。n【例【例5-55-5】將例】將例5-45-4基類的成員

13、函數(shù)基類的成員函數(shù)print()print()設(shè)為虛函數(shù)，采用對(duì)象指針調(diào)設(shè)為虛函數(shù)，采用對(duì)象指針調(diào)用虛函數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)聯(lián)編。用虛函數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)聯(lián)編。 n該程序的運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果為該程序的運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果為: :nA studentA studentnA graduate studentA graduate studentnA studentA studentnA studentA studentnA graduate studentA graduate studentn【思索題【思索題5-55-5】假設(shè)將例】假設(shè)將例5-55-5中中StudentStudent類改類改為：為：nclass Student

14、class Studentn npublic:public:n virtual void print(); virtual void print(); /虛函數(shù)虛函數(shù)的聲明的聲明n;nvirtual void Student:print() /virtual void Student:print() /虛函虛函數(shù)的實(shí)現(xiàn)數(shù)的實(shí)現(xiàn)n n coutA studentendl; coutA studentendl;n n留意：當(dāng)有虛函數(shù)聲明時(shí)，留意：當(dāng)有虛函數(shù)聲明時(shí)，virtualvirtual關(guān)關(guān)鍵字只用在虛函數(shù)的聲明中，不能用鍵字只用在虛函數(shù)的聲明中，不能用在虛函數(shù)定義中。在虛函數(shù)定義中。 n【思

15、索題【思索題5-45-4】將例】將例5-55-5中用對(duì)象調(diào)用中用對(duì)象調(diào)用虛函數(shù)，其結(jié)果如何？虛函數(shù)，其結(jié)果如何？n【留意】只需經(jīng)過(guò)對(duì)象指針或?qū)ο笤玖粢狻恐恍杞?jīng)過(guò)對(duì)象指針或?qū)ο笤脕?lái)調(diào)用虛函數(shù)，才干實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)聯(lián)編用來(lái)調(diào)用虛函數(shù)，才干實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)聯(lián)編。假設(shè)采用對(duì)象來(lái)調(diào)用虛函數(shù)，那么。假設(shè)采用對(duì)象來(lái)調(diào)用虛函數(shù)，那么采用的是靜態(tài)聯(lián)編方式。采用的是靜態(tài)聯(lián)編方式。n【例【例5-65-6】將例】將例5-45-4基類的成員函數(shù)基類的成員函數(shù)print()print()設(shè)為虛函數(shù)，采用對(duì)象援用調(diào)設(shè)為虛函數(shù)，采用對(duì)象援用調(diào)用虛函數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)聯(lián)編。用虛函數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)聯(lián)編。 n運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果闡明，只需定義一個(gè)基類的運(yùn)轉(zhuǎn)

16、結(jié)果闡明，只需定義一個(gè)基類的對(duì)象指針或?qū)ο笤?，就可以調(diào)用期對(duì)象指針或?qū)ο笤?，就可以調(diào)用期望的虛函數(shù)。望的虛函數(shù)。n思索題思索題: :假設(shè)將對(duì)象援用或?qū)ο笾羔槗Q假設(shè)將對(duì)象援用或?qū)ο笾羔槗Q為對(duì)象為對(duì)象, ,那么是靜態(tài)聯(lián)編。那么是靜態(tài)聯(lián)編。n在實(shí)踐運(yùn)用中，編程人員不用過(guò)多地在實(shí)踐運(yùn)用中，編程人員不用過(guò)多地思索類的層次關(guān)系，無(wú)須顯式地寫(xiě)出思索類的層次關(guān)系，無(wú)須顯式地寫(xiě)出虛函數(shù)的途徑，只須將對(duì)象指針指向虛函數(shù)的途徑，只須將對(duì)象指針指向相應(yīng)的派生類或援用相應(yīng)的對(duì)象，經(jīng)相應(yīng)的派生類或援用相應(yīng)的對(duì)象，經(jīng)過(guò)動(dòng)態(tài)聯(lián)編就可以對(duì)音訊做出正確的過(guò)動(dòng)態(tài)聯(lián)編就可以對(duì)音訊做出正確的反響。反響。1 1假設(shè)他期望在派生類中重

17、新定義一假設(shè)他期望在派生類中重新定義一個(gè)成員函數(shù)，那么他就應(yīng)該在基類中個(gè)成員函數(shù)，那么他就應(yīng)該在基類中把該函數(shù)設(shè)為把該函數(shù)設(shè)為virtualvirtual。2 2以單一指令調(diào)用不同函數(shù)，這種性以單一指令調(diào)用不同函數(shù)，這種性質(zhì)就是質(zhì)就是 多態(tài)多態(tài) 。3 3虛函數(shù)是虛函數(shù)是C+C+言語(yǔ)的多態(tài)性質(zhì)和動(dòng)言語(yǔ)的多態(tài)性質(zhì)和動(dòng)態(tài)綁定的關(guān)鍵。態(tài)綁定的關(guān)鍵。4 4虛函數(shù)派生下去仍是虛函數(shù)，而且虛函數(shù)派生下去仍是虛函數(shù)，而且可以省略可以省略virtualvirtual關(guān)鍵詞。關(guān)鍵詞。n【思索題【思索題5-85-8】虛函數(shù)與虛擬承繼有什】虛函數(shù)與虛擬承繼有什么類似的地方？他們之間有沒(méi)有聯(lián)絡(luò)么類似的地方？他們之間有沒(méi)

18、有聯(lián)絡(luò)？n假設(shè)能了解假設(shè)能了解C+C+編譯器對(duì)于虛函數(shù)的實(shí)編譯器對(duì)于虛函數(shù)的實(shí)現(xiàn)方式，我們就能知道為什么虛函數(shù)現(xiàn)方式，我們就能知道為什么虛函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)綁定。下面引見(jiàn)虛函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)綁定。下面引見(jiàn)虛函數(shù)表。表。n為了到達(dá)動(dòng)態(tài)綁定的目的，為了到達(dá)動(dòng)態(tài)綁定的目的，C+C+編譯器編譯器經(jīng)過(guò)某個(gè)表格，在執(zhí)行期間經(jīng)過(guò)某個(gè)表格，在執(zhí)行期間“間接調(diào)間接調(diào)用實(shí)踐上欲綁定的函數(shù)，這樣的表格用實(shí)踐上欲綁定的函數(shù)，這樣的表格稱為虛函數(shù)表稱為虛函數(shù)表vtablevtable。n每一個(gè)含有虛函數(shù)的類，編譯器都為每一個(gè)含有虛函數(shù)的類，編譯器都為它做一個(gè)虛函數(shù)表，表中的每一項(xiàng)都它做一個(gè)虛函數(shù)表，表中的每一項(xiàng)都指向一個(gè)虛

19、函數(shù)的地址，實(shí)現(xiàn)上是一指向一個(gè)虛函數(shù)的地址，實(shí)現(xiàn)上是一個(gè)函數(shù)指針的數(shù)組。此外，編譯器也個(gè)函數(shù)指針的數(shù)組。此外，編譯器也會(huì)為類加上一個(gè)數(shù)據(jù)成員，是一個(gè)指會(huì)為類加上一個(gè)數(shù)據(jù)成員，是一個(gè)指向該虛函數(shù)表的指針向該虛函數(shù)表的指針vptrvptr。 Wind objectWind objectvptrvptrStringed objectStringed objectvptrvptrPercussion objectPercussion objectvptrvptr&Wind:play()&Wind:play()& Percussion:play()& Percussion:play()& Stringe

20、d:play()& Stringed:play()n當(dāng)經(jīng)過(guò)對(duì)象調(diào)用虛函數(shù)時(shí)，是經(jīng)過(guò)當(dāng)經(jīng)過(guò)對(duì)象調(diào)用虛函數(shù)時(shí)，是經(jīng)過(guò)vptrvptr找到虛函數(shù)表，再找出虛函數(shù)的找到虛函數(shù)表，再找出虛函數(shù)的真正地址。真正地址。n至于基類指針或援用指向派生類對(duì)象至于基類指針或援用指向派生類對(duì)象時(shí)，調(diào)用的是派生類虛函數(shù)，其微妙時(shí)，調(diào)用的是派生類虛函數(shù)，其微妙在于虛函數(shù)表以及一種間接調(diào)用方式在于虛函數(shù)表以及一種間接調(diào)用方式：n虛函數(shù)表中的內(nèi)容根據(jù)類中的虛函數(shù)虛函數(shù)表中的內(nèi)容根據(jù)類中的虛函數(shù)聲明次序，一一填入函數(shù)指針。聲明次序，一一填入函數(shù)指針。n派生類會(huì)承繼基類的虛函數(shù)表以及派生類會(huì)承繼基類的虛函數(shù)表以及其它一切可以承繼

21、的成員，我們?cè)谄渌磺锌梢猿欣^的成員，我們?cè)谂缮愔懈膶?xiě)虛函數(shù)時(shí)，虛函數(shù)表也派生類中改寫(xiě)虛函數(shù)時(shí)，虛函數(shù)表也遭到了影響，表中每一項(xiàng)所指向函數(shù)遭到了影響，表中每一項(xiàng)所指向函數(shù)地址將不再是基類中的函數(shù)地址，而地址將不再是基類中的函數(shù)地址，而是派生類的函數(shù)地址。是派生類的函數(shù)地址。n因此，一個(gè)指向因此，一個(gè)指向StudentStudent對(duì)象的指針，對(duì)象的指針，所調(diào)用的所調(diào)用的printprint函數(shù)就是函數(shù)就是Student:print(), Student:print(), 而一個(gè)指向而一個(gè)指向GStudentGStudent對(duì)象的指針，所調(diào)用的對(duì)象的指針，所調(diào)用的printprint函數(shù)就是函

22、數(shù)就是GStudent:print()GStudent:print()。 n將一個(gè)類的成員函數(shù)定義為虛函數(shù)有將一個(gè)類的成員函數(shù)定義為虛函數(shù)有利于編程，雖然它會(huì)引起一些額外的利于編程，雖然它會(huì)引起一些額外的開(kāi)銷。開(kāi)銷。n那么，能否一切成員函數(shù)都可以聲明那么，能否一切成員函數(shù)都可以聲明為虛函數(shù)呢？為虛函數(shù)呢？n普通來(lái)說(shuō)，可將類簇中具有共性的成普通來(lái)說(shuō)，可將類簇中具有共性的成員函數(shù)聲明為虛函數(shù)，而具有個(gè)性的員函數(shù)聲明為虛函數(shù)，而具有個(gè)性的函數(shù)沒(méi)有必要聲明為虛函數(shù)。但是下函數(shù)沒(méi)有必要聲明為虛函數(shù)。但是下面的情況例外：面的情況例外：n(1)(1)靜態(tài)成員函數(shù)不能聲明為虛函數(shù)。由于靜態(tài)成員函數(shù)不能聲明為虛

23、函數(shù)。由于靜態(tài)成員函數(shù)不屬于某一個(gè)對(duì)象，沒(méi)有多靜態(tài)成員函數(shù)不屬于某一個(gè)對(duì)象，沒(méi)有多態(tài)性的特征。態(tài)性的特征。n(2)(2)構(gòu)造函數(shù)不能是虛函數(shù)。構(gòu)造函數(shù)是在構(gòu)造函數(shù)不能是虛函數(shù)。構(gòu)造函數(shù)是在定義對(duì)象時(shí)被調(diào)用，完成對(duì)象的初始化，定義對(duì)象時(shí)被調(diào)用，完成對(duì)象的初始化，此時(shí)對(duì)象還沒(méi)有完全建立。虛函數(shù)作為運(yùn)此時(shí)對(duì)象還沒(méi)有完全建立。虛函數(shù)作為運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的多態(tài)性的根底，主要是針對(duì)對(duì)象的轉(zhuǎn)時(shí)的多態(tài)性的根底，主要是針對(duì)對(duì)象的，而構(gòu)造函數(shù)是在對(duì)象產(chǎn)生之前運(yùn)轉(zhuǎn)的。，而構(gòu)造函數(shù)是在對(duì)象產(chǎn)生之前運(yùn)轉(zhuǎn)的。所以，將構(gòu)造函數(shù)聲明為虛函數(shù)是沒(méi)有意所以，將構(gòu)造函數(shù)聲明為虛函數(shù)是沒(méi)有意義的。義的。 n(3)(3)內(nèi)聯(lián)成員函數(shù)不能聲明為虛

24、函數(shù)。內(nèi)聯(lián)成員函數(shù)不能聲明為虛函數(shù)。由于內(nèi)聯(lián)函數(shù)的執(zhí)行代碼是明確的，由于內(nèi)聯(lián)函數(shù)的執(zhí)行代碼是明確的，在編譯時(shí)已被交換，沒(méi)有多態(tài)性的特在編譯時(shí)已被交換，沒(méi)有多態(tài)性的特征。假設(shè)將那些在類聲明時(shí)就定義內(nèi)征。假設(shè)將那些在類聲明時(shí)就定義內(nèi)容的成員函數(shù)聲明為虛函數(shù)，此時(shí)函容的成員函數(shù)聲明為虛函數(shù)，此時(shí)函數(shù)不是內(nèi)聯(lián)函數(shù)，而以多態(tài)性出現(xiàn)。數(shù)不是內(nèi)聯(lián)函數(shù)，而以多態(tài)性出現(xiàn)。n(4)(4)析構(gòu)函數(shù)可以是虛函數(shù)，且往往被析構(gòu)函數(shù)可以是虛函數(shù)，且往往被定義為虛函數(shù)。普通來(lái)說(shuō)，假設(shè)某類定義為虛函數(shù)。普通來(lái)說(shuō)，假設(shè)某類中有虛函數(shù)，那么其析構(gòu)函數(shù)也該當(dāng)中有虛函數(shù)，那么其析構(gòu)函數(shù)也該當(dāng)定義為虛函數(shù)。定義為虛函數(shù)。n特別是需求析

25、構(gòu)函數(shù)完成一些有意義特別是需求析構(gòu)函數(shù)完成一些有意義的操作，如釋放內(nèi)存時(shí)，由于實(shí)施多的操作，如釋放內(nèi)存時(shí)，由于實(shí)施多態(tài)性時(shí)是經(jīng)過(guò)將基類的指針指向派生態(tài)性時(shí)是經(jīng)過(guò)將基類的指針指向派生類的對(duì)象來(lái)完成的，假設(shè)刪除該指針類的對(duì)象來(lái)完成的，假設(shè)刪除該指針，就會(huì)調(diào)用該指針指向的派生類的析，就會(huì)調(diào)用該指針指向的派生類的析構(gòu)函數(shù)，而派生類的析構(gòu)函數(shù)又自動(dòng)構(gòu)函數(shù)，而派生類的析構(gòu)函數(shù)又自動(dòng)調(diào)用基類的析構(gòu)函數(shù)，這樣整個(gè)派生調(diào)用基類的析構(gòu)函數(shù)，這樣整個(gè)派生類的對(duì)象才被完全釋放。類的對(duì)象才被完全釋放。n因此，析構(gòu)函數(shù)常被聲明為虛函數(shù)。因此，析構(gòu)函數(shù)常被聲明為虛函數(shù)。假設(shè)一個(gè)類的析構(gòu)函數(shù)是虛函數(shù)，那假設(shè)一個(gè)類的析構(gòu)函數(shù)是

26、虛函數(shù)，那么，由它派生的一切子類的析構(gòu)函數(shù)么，由它派生的一切子類的析構(gòu)函數(shù)也是虛函數(shù)。也是虛函數(shù)。n下面引見(jiàn)虛析構(gòu)函數(shù)。下面引見(jiàn)虛析構(gòu)函數(shù)。n虛析構(gòu)函數(shù)的聲明格式如下：虛析構(gòu)函數(shù)的聲明格式如下：nvirtual virtual ();();n【例【例5-75-7】虛析構(gòu)函數(shù)例如。教材】虛析構(gòu)函數(shù)例如。教材P272P272n利用虛函數(shù)可以使所設(shè)計(jì)的軟件系統(tǒng)利用虛函數(shù)可以使所設(shè)計(jì)的軟件系統(tǒng)變得靈敏，提高了代碼的可重用性。變得靈敏，提高了代碼的可重用性。n虛函數(shù)為一個(gè)類簇中一切派生類的同虛函數(shù)為一個(gè)類簇中一切派生類的同一行為提供了一致的接口，使得程序一行為提供了一致的接口，使得程序員在運(yùn)用一個(gè)類簇時(shí)

27、只須記住一個(gè)接員在運(yùn)用一個(gè)類簇時(shí)只須記住一個(gè)接口即可?？诩纯伞(1)(1)假設(shè)在派生類中沒(méi)有重新定義虛函假設(shè)在派生類中沒(méi)有重新定義虛函數(shù)，那么派生類的對(duì)象將運(yùn)用基類的數(shù)，那么派生類的對(duì)象將運(yùn)用基類的虛函數(shù)代碼。虛函數(shù)代碼。n(2)(2)在派生類中重新定義虛函數(shù)時(shí)，必在派生類中重新定義虛函數(shù)時(shí)，必需保證函數(shù)值類型和參數(shù)與基類中的需保證函數(shù)值類型和參數(shù)與基類中的聲明完全一致。否那么，派生類的函聲明完全一致。否那么，派生類的函數(shù)也不具備多態(tài)性。數(shù)也不具備多態(tài)性。n根據(jù)上述引見(jiàn)，我們可以將例根據(jù)上述引見(jiàn)，我們可以將例5-15-1的的Pay()Pay()和和Display()Display()定義為虛

28、函數(shù)，從定義為虛函數(shù)，從而處理例而處理例4-14-1遺留下來(lái)的第二個(gè)問(wèn)題。遺留下來(lái)的第二個(gè)問(wèn)題。n另外，公司的人員有另外，公司的人員有4 4類，它們的基類類，它們的基類EmployeeEmployee實(shí)踐上是不需求實(shí)例化對(duì)象實(shí)踐上是不需求實(shí)例化對(duì)象的，的，EmployeeEmployee也無(wú)法為虛函數(shù)定義詳也無(wú)法為虛函數(shù)定義詳細(xì)的實(shí)現(xiàn)，這時(shí)可以將細(xì)的實(shí)現(xiàn)，這時(shí)可以將EmployeeEmployee聲明聲明為純虛函數(shù)。包含純虛函數(shù)的類稱為為純虛函數(shù)。包含純虛函數(shù)的類稱為籠統(tǒng)類。籠統(tǒng)類。n籠統(tǒng)類專門作為基類派生新類?；\統(tǒng)籠統(tǒng)類專門作為基類派生新類?；\統(tǒng)類的主要作用是將有關(guān)的派生類組織類的主要作用是

29、將有關(guān)的派生類組織在一個(gè)承繼層次構(gòu)造中，由籠統(tǒng)類為在一個(gè)承繼層次構(gòu)造中，由籠統(tǒng)類為它們提供一個(gè)公共的根，相關(guān)的派生它們提供一個(gè)公共的根，相關(guān)的派生類就從這個(gè)根派生出來(lái)。類就從這個(gè)根派生出來(lái)。 n含有純虛函數(shù)的類就是籠統(tǒng)類。含有純虛函數(shù)的類就是籠統(tǒng)類。 n在例在例4-14-1中遺留的另一個(gè)問(wèn)題是中遺留的另一個(gè)問(wèn)題是: : employeeemployee類的成員函數(shù)類的成員函數(shù)pay()pay()和和display()display()的函數(shù)體為空的函數(shù)體為空, ,在實(shí)現(xiàn)部分在實(shí)現(xiàn)部分仍要寫(xiě)出函數(shù)體仍要寫(xiě)出函數(shù)體, ,顯得冗余。顯得冗余。n現(xiàn)實(shí)上，現(xiàn)實(shí)上，employeeemployee類的成員

30、函數(shù)根本類的成員函數(shù)根本不會(huì)被調(diào)用，所以不用定義它。于是不會(huì)被調(diào)用，所以不用定義它。于是+提供了純虛函數(shù)來(lái)處理這個(gè)問(wèn)題提供了純虛函數(shù)來(lái)處理這個(gè)問(wèn)題。 n純虛函數(shù)是為理處理在基類中無(wú)法實(shí)純虛函數(shù)是為理處理在基類中無(wú)法實(shí)現(xiàn)的函數(shù)現(xiàn)的函數(shù), ,而在派生類中再給出函數(shù)的而在派生類中再給出函數(shù)的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)，它只需求在基類中闡明函詳細(xì)實(shí)現(xiàn)，它只需求在基類中闡明函數(shù)原型用來(lái)規(guī)定整個(gè)類簇的一致接口數(shù)原型用來(lái)規(guī)定整個(gè)類簇的一致接口方式。方式。n純虛函數(shù)的聲明格式為：純虛函數(shù)的聲明格式為：nvirtual virtual ()=0;)=0;n純虛函數(shù)與函數(shù)體為空的虛函數(shù)是有純虛函數(shù)與函數(shù)體為空的虛函數(shù)是有區(qū)別的：區(qū)

31、別的：n前者有函數(shù)體前者有函數(shù)體, ,而后者沒(méi)有函數(shù)體；而后者沒(méi)有函數(shù)體；n前者所在的類是籠統(tǒng)類前者所在的類是籠統(tǒng)類, ,不能直接進(jìn)展不能直接進(jìn)展實(shí)例化實(shí)例化, ,而后者所在的類是可以實(shí)例化而后者所在的類是可以實(shí)例化的。的。 n【例【例5-95-9】例如純虛函數(shù)及籠統(tǒng)類。計(jì)】例如純虛函數(shù)及籠統(tǒng)類。計(jì)算圖形面積。例如，要定義一個(gè)算圖形面積。例如，要定義一個(gè)SquareSquare類和類和CircleCircle類，它們有共同的類，它們有共同的屬性屬性x x、y y，以及共同的操作，以及共同的操作setvalue()setvalue()和和area()area()，由于，由于area()area()在在兩個(gè)類的計(jì)算方法不同，但又屬于一兩個(gè)類的計(jì)算方法不同，但又屬于一個(gè)類簇，為此，定義一個(gè)籠統(tǒng)類個(gè)類簇，為此，定義一個(gè)籠統(tǒng)類ShapeShape，一致它們的屬性和操作。籠統(tǒng)類和，一致它們的屬性和操作?；\統(tǒng)類和純虛函數(shù)的純虛函數(shù)的UMLUML圖表示如圖圖表示如圖5-35-3所示。所示。ShapeShape# x:int# x:int# y:int# y:int+ setvalue():void+ setvalue():void+area():void+area()