第5章C++語言進階

1、第5章C+語言進階教學提示：在第4章已經(jīng)介紹了C+中關(guān)于類的大部分內(nèi)容，本章繼續(xù)講解和類相關(guān)的內(nèi)容。主要包括：友元，this指針，類的繼承，多態(tài)和虛擬函數(shù)等，它們是編寫面向?qū)ο蟪绦虻幕A。教學目標：掌握友元函數(shù)和友元類的概念，掌握友元的使用，理解友元的局限性；理解this指針的概念；理解多態(tài)性的含義，多態(tài)對于繼承的意義，掌握多態(tài)的工作原理；理解抽象類與具體類的區(qū)別；熟練運用類的繼承、類的多重繼承、虛函數(shù)、純虛函數(shù)，編寫層次分明、結(jié)構(gòu)清晰的程序。5.1 友元和this指針5.1.1 友元1. 友元函數(shù)在第3章重載運算符時已經(jīng)用到了友元函數(shù)，但并沒有對友元函數(shù)作詳細的介紹。其實，友元函數(shù)和普通的C

2、+函數(shù)不同的只是，它可以訪問類的保護和私有成員。利用友元函數(shù)使程序編寫更加方便，提高了效率。但是使用友元函數(shù)破壞了類的封裝性，因此一般只在能夠提高程序效率的前提下使用友元。定義友元函數(shù)很簡單，在類里聲明一個普通函數(shù)，標上關(guān)鍵字friend，就成了該類的友元，就可以訪問該類的一切成員。例如，下面的例子定義了兩個類，rect類和point類，并聲明函數(shù)inrect是它們的友元函數(shù)，因此inrect函數(shù)可以訪問rect類和point類中的非公有成員。 class rect； class point private： int x； int y； public： point(int xx=0，int y

3、y=0)：x(xx)，y(yy) ； friend int inrect(const point&，const rect&)；/聲明友元函數(shù) ； class rect private： point p1； point p2； public： rect(int x1，int y1，int x2，int y2):p1(xl，y1)，p2(x2，y2) ； friend int inrect(const point&，const rect&)；/聲明友元函數(shù) ； /友元函數(shù)的定義 int inrect(const point &p，const rect &r) /友元函數(shù)內(nèi)可以訪問類的私有成員 if

4、(p.x=r.p2.x)&(p.y=r.p2.y) return l； if(p.x=r.p1.x)&(p.x=r.p1.y)&(p.y=r.p2.y) return 1； return 0； 友元函數(shù)不是類的成員函數(shù)，但它是類的朋友，因而友元函數(shù)也可以訪問類的全部成員。友元函數(shù)的聲明可以放在類定義的任何部位，可以在public區(qū)，也可以放在private區(qū)，意義完全相同。友元函數(shù)的定義部分在類定義體的外面，一般和類的成員函數(shù)放在一起，以便在類重用時，友元函數(shù)可以一起重用。2.友元成員函數(shù)當一個類的某個成員函數(shù)被宣布為另一個類的友元時，在這個成員函數(shù)內(nèi)就可以訪問另一個類的非公有數(shù)據(jù)。例如： c

5、lass student； class teacher public： void teacher:setscore(student &s，int i) s.score=i； ； class student private： int score； public： friend void teacher:setscore(student &s，int i)； ； teacher類的成員函數(shù)setscore(student&s，int i) 被聲明為student類的友元，因此teacher類的對象可以通過其成員函數(shù)setscore修改student類對象的非公有數(shù)據(jù)成員。例如： student s

6、1； teacher t1； t1.setscore(s1，90)；3. 友類整個類是另一個類的友元，該友元稱為友類，友類的每個成員函數(shù)都可以訪問另一個類的保護或私有的數(shù)據(jù)成員。即，當類A宣布為類B的友類時，類A的所有成員函數(shù)都可以訪問類B的非公有成員。例如： class student； class teacher public： void teacher：setscore(student &s，int i) s.score=i； ； class student private： int score； public： friend class teacher；/友類 / ；友元的作用主要是為

7、了提高效率和方便編程，但隨著硬件性能的迅速提高，友元的這點作用已經(jīng)微不足道，相反，友元破壞了類的封裝性，破壞了類的整體操作。所以我們不鼓勵使用友元，讀者在使用友元時要權(quán)衡利弊。5.1.2 this指針this指針隱含于每一個類的成員函數(shù)中(靜態(tài)成員函數(shù)除外)，它指向調(diào)用該成員函數(shù)的對象。當一個對象調(diào)用成員函數(shù)時，編譯程序先將對象的指針地址賦值給this指針，然后調(diào)用成員函數(shù)，每次成員函數(shù)存取數(shù)據(jù)時都隱含地使用了this指針。通常不顯式地使用this指針來引用數(shù)據(jù)成員?？梢杂?this來標識調(diào)用成員函數(shù)的對象。 class room private： int m； public： room(in

8、t i，int j)； void view( ) cout”m=”mendl； /隱含了this指針 cout”m=”mendl；/和上一行的效果相同 ； 例題：分析下面程序的輸出結(jié)果：/5_1.cpp#include class sampleprivate:int x,y;public:sample( ) sample(int a,int b)x=a;y=b;void copy(sample &c)if(this=&c)cout錯誤的復制調(diào)用endl;/return;elsec.view();void square()x=x*x;y=y*y;void view()coutx=x y=yend

9、l;void main()sample c1,c2(5,5);c2.square();c2.view();c2.copy(c2);c1.copy(c2);程序的執(zhí)行結(jié)果是： 25 25 錯誤的復制調(diào)用 25 255.2 靜態(tài)成員為了解決數(shù)據(jù)的共享問題，C+中提出了靜態(tài)成員的概念。靜態(tài)成員分為靜態(tài)成員函數(shù)和靜態(tài)成員變量兩種。將數(shù)據(jù)成員聲明為靜態(tài)的，將使所有的同類對象都擁有同一份靜態(tài)成員，該靜態(tài)成員遵守數(shù)據(jù)封裝約定。使用靜態(tài)成員可以節(jié)省內(nèi)存，因為它是所有對象共有的，只需存儲一處，就可以供所有對象使用。靜態(tài)成員對所有的對象都一樣，它的值是可以改變的。類的所有對象都共用static類成員。關(guān)鍵字sta

10、tic可以用來定義類的成員。如果將類的某個成員聲明為static，那么你也就告訴編譯器：無論創(chuàng)建了多少個類對象，程序中也只有一個static成員的副本。也就是說，類的所有對象都將共用static成員。如果在創(chuàng)建第一個類對象時沒有對static成員進行初始化，那么類中所有的static成員都被初始化為零。當你在類中聲明一個static成員時，你并沒有定義它，所以必須為這個static成員提供一個在類作用域之外的全局定義。我們通過在全局作用域中重新聲明static成員變量來定義它，并且使用作用域解析運算符來指定它所在的類。在程序中對static成員變量的定義為static成員變量分配了內(nèi)存空間。5

11、.2.1 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的使用方法：(1) 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員在聲明時前面加static關(guān)鍵字。(2) 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的初始化和一般數(shù)據(jù)成員的初始化不同，靜態(tài)數(shù)據(jù)成員初始化格式如下： ：=；初始化在類體外進行，前面不加static，以免與一般的靜態(tài)變量或者對象混淆。初始化時不加該成員的訪問權(quán)限控制符public、protected和private。初始化時使用作用域運算符表明該成員所屬的類，因此，靜態(tài)數(shù)據(jù)成員是類的成員，它不是任何對象獨占的成員。(3) 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員必須初始化。(4) 用類名引用靜態(tài)數(shù)據(jù)成員： ：(5) 類和對象都可以對靜態(tài)數(shù)據(jù)成員進行改動。下面的示例程序使用到了static

12、變量，請仔細閱讀程序并理解程序是如何運行的。/補充例題：（5_2_1.cpp）注意，我們在類ShareVar中聲明了靜態(tài)整數(shù)變量num，同時還在程序中將num作為一個全局變量來定義。前面提到過，這樣做是必須的，因為在類ShareVar中我們只是聲明變量num而沒有為它分配內(nèi)存。由于在程序中沒有對變量num作初始化，所以C+默認將num初始化為0，因此第一次調(diào)用函數(shù)shownum()時，程序輸出0。接下來，對象a將num的值設置為10。然后，對象a和b都調(diào)用函數(shù)shownum()來輸出num的值。因為在程序中變量num只有一個副本，并且由對象a和b共用，所以兩個函數(shù)都將輸出10。#include

13、 class ShareVar static int num;public: void setnum(int i) num = i; ; void shownum() cout num ; ;/ 定義類ShareVar的靜態(tài)成員變量numint ShareVar : num ; int main() ShareVar a, b; a.shownum(); / 輸出 0 b.shownum(); / 輸出 0a. setnum(10); / 將靜態(tài)成員變量num的值設為10 a.shownum(); / 輸出 10 b.shownum(); / 也輸出 10 return 0;l 記?。喝绻陬?/p>

14、中某個成員被聲明為static，那么這個成員在程序中就只有一個副本，然后類的所有對象都將共用這個副本。如果static成員變量是類的公有成員，那么可以直接通過類的名字而不是對象的名字來使用這個成員(當然，也可以通過對象的名字來使用)。例如，考慮下面的類ShareVar：class ShareVarpublic： static int hum； void setnum(int i) num = i; ; void shownum() cout num ; ;在上面的定義中，成員變量num是公有的，因此可以直接訪問變量num，如下所示：ShareVar：num=100；上面這條語句是通過類的名字和

15、作用域解析運算符來訪問變量num，這與類的對象無關(guān)。而且，甚至在任何ShareVar類型的對象存在之前，這條語句都是有效的!這樣，你可以在創(chuàng)建任何對象之前獲得或者設置類的static成員變量的值。下面的程序定義了一個靜態(tài)數(shù)據(jù)成員n，在構(gòu)造函數(shù)中定義了n的自增運算，調(diào)用一次構(gòu)造函數(shù)，n加1。/5_2.cpp#include class roomprivate: int m;public: static int n; /聲明靜態(tài)數(shù)據(jù)變量 room(int i):m(i) n+; void view() coutm=mendl; coutn=nendl; room( ) ;int room:n=0;

16、 /靜態(tài)成員只能在類外部定義，定義的同時必須初始化。void main() room r1(10);/每當調(diào)用一次構(gòu)造函數(shù)，n加1。 room r2(20);/r2構(gòu)造結(jié)束后n=2 room r3(30);/r3構(gòu)造結(jié)束后n=3 coutin class room n=room:nendl;/引用靜態(tài)成員可以用類名程序的執(zhí)行結(jié)果是： in class room n=35.2.2 靜態(tài)成員函數(shù)成員函數(shù)也可以被聲明為static，但這種用法并不普遍。靜態(tài)成員函數(shù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)成員一樣，它們都屬于類的靜態(tài)成員，而不是對象的成員。static成員函數(shù)可以通過類的對象來調(diào)用，或者也可以不依賴于任何對象而使用

17、類的名字和作用域解析運算符來調(diào)用。在靜態(tài)成員函數(shù)的實現(xiàn)中不能直接引用類的非靜態(tài)成員，也不能引用this指針，但可以引用類中聲明的靜態(tài)成員(當然，static成員函數(shù)也可以訪問全局變量和全局函數(shù))。如果靜態(tài)成員函數(shù)中需要引用非靜態(tài)成員時，可以通過對象來引用。下面的類room定義了靜態(tài)成員函數(shù)view()；它可以引用類的靜態(tài)成員變量n，但是不能引用非靜態(tài)成員變量m。 class room private： int m； public： static int n； room(int i)：m(i) n+； static void view( ) /靜態(tài)成員函數(shù) m+； /error這里不能引用非靜態(tài)

18、成員 cout”n=”nendl； ；int room：n=0；/定義并初始化靜態(tài)數(shù)據(jù)成員n=0下面的程序定義了一個學生類，該類共定義了4個靜態(tài)成員，一個整型靜態(tài)成員變量count，它的作用是計數(shù)器，用來記錄學生的個數(shù)；一個student類類型的指針靜態(tài)成員變量pfirst，用來記錄鏈頭指針；一個返回值為空的靜態(tài)成員函數(shù)findname()，它的功能是從鏈頭開始查找某個特定的節(jié)點，函數(shù)體內(nèi)設置了一個for循環(huán)，循環(huán)從鏈頭開始查找，一直查到鏈尾，如果找到了關(guān)鍵節(jié)點，則輸出關(guān)鍵節(jié)點在鏈表中的位置，結(jié)束循環(huán)，如果沒有找到則輸出“no find并返回；一個返回值為空的靜態(tài)成員函數(shù)view()，它的功能

19、是對鏈表進行遍歷，并在屏幕上依次輸出各個節(jié)點的name域的值。調(diào)用一次student類的成員函數(shù)，就在鏈表頭插入一個節(jié)點，新插入節(jié)點的pnext指針指向插入前的頭節(jié)點。鏈表開始時為空，即pfirst為空。具體代碼如下：/5_3.cpp#include #include class studentprivate:char name40;int number;static int count; /計數(shù)器，用來記錄學生的個數(shù)static student* pfirst; /鏈表頭指針，student *pnext; /指向鏈表當前節(jié)點的下一個節(jié)點public:student(char *);stud

20、ent();static void findname(char *); /查詢特定節(jié)點static void view(); /遍歷鏈表;int student:count=0; /定義并賦初值0student* student:pfirst=NULL; /定義并賦初值NULL/student類的成員函數(shù)student:student(char *pname)strcpy(name,pname);pnext=pfirst;pfirst=this;count+;number=count;/student類的析構(gòu)函數(shù)student:student( ) /析構(gòu)函數(shù)if(pfirst=this)pf

21、irst=pnext;count-;return;for(student* ps=pfirst;ps;ps=ps-pnext)if(ps-pnext=this)ps-pnext=pnext;count-;return;void student:findname(char* pname) /在鏈表中查找某個關(guān)鍵節(jié)點for(student* ps=pfirst;ps;ps=ps-pnext)if(strcmp(ps-name,pname)=0)coutfind it,it is number numberendl;return;coutno findpnext)coutnameendl;void

22、main()student s1(s1);student s2(s2);student s3(s3);student:view();char name40;coutplease put in the name of which you want to findname;student:findname(name);程序運行結(jié)果如下： sl s2 s3 please put in the name of which you want to find s2(假如你輸入的是s2) find it，it is number 25.3 繼 承繼承性是面向?qū)ο蟪绦蛟O計中最重要的機制，這一機制提供了無限重復

23、利用程序資源的有效途徑，該機制自動為一個類提供來自另一個類的操作和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。程序員通過C+語言中的繼承機制，可以擴充舊的程序以適應新的需求，這樣不僅可以節(jié)約程序開發(fā)時間和資源，并且可以為未來的程序設計增添新的資源。理解繼承性是理解面向?qū)ο蟪绦蛟O計所有方面的關(guān)鍵。5.3.1 基類和派生類C+語言的繼承機制，允許我們利用已有的數(shù)據(jù)類型定義新的數(shù)據(jù)類型，所定義的新數(shù)據(jù)類型不僅擁有新定義的成員，而且還同時擁有舊的成員。我們稱用來派生新類的類為基類，又叫做父類。由基類派生的新類稱為派生類，也稱為子類。一個派生類可以從一個基類派生，也可以從多個基類派生。從一個基類派生的繼承方式叫做單繼承；從多個基類派生的

24、繼承方式叫做多繼承。任何類都可以作為基類，一個基類可以有一個或者多個派生類，一個派生類還可以成為另一個類的基類。定義單繼承派生類的一般格式如下： class : / 派生類新定義的成員 其中，派生類名稱是新定義的類名，它是從父類中派生的，并且是按照指定的繼承方式派生的。繼承方式有3種，分別是：public方式，表示公有類繼承；protected方式，表示保護基類；private方式，表示私有基類。其中private方式是默認的繼承方式。派生類3種繼承方式的異同闡述如下：(1) public方式這種方式將基類的protected區(qū)成員繼承到派生類的protected區(qū)，基類的public區(qū)的成員

25、繼承到派生類的public區(qū)。這時基類能作的所有操作，派生類都可以完成，派生類是基類的子類。對于派生類來說，基類的公有成員和保護成員可見，基類的私有成員不可見，派生類不可以訪問基類的私有成員。對于派生類對象來說，派生類的對象可以訪問基類的公有成員，其他成員是不可見的。注意：在公有繼承時，派生類的對象可以訪問基類的共有成員，派生類的成員函數(shù)可以訪問基類的共有成員和保護成員。(2) protected方式這種方式將基類的protected區(qū)和public區(qū)的所有成員都繼承到派生類的protected區(qū)。在這種繼承方式下派生類不是基類的子類。對于派生類來說，基類的公有成員和保護成員是可見的，基類的保

26、護成員和公有成員都作為派生類的保護成員，并且不能被這個派生類的子類訪問；而基類的私有成員是不可見的，派生類不能訪問基類的私有成員：對于派生類的對象來說，基類的所有成員都不可見。所以對于保護繼承來說，基類的成員只能由直接派生類訪問，而無法再往下繼承。(3) private方式將基類的protected區(qū)和public區(qū)的所有成員都繼承到派生類的private區(qū)。在這種繼承方式下派生類也不是基類的子類。對于派生類來說，而基類的公有成員和保護成員是可見的，基類的保護成員和公有成員都作為派生類的私有成員，并且不能被這個派生類的子類訪問：而基類的私有成員是不可見的，派生類不能訪問基類的私有成員；對于派生

27、類的對象來說，基類的所有成員都不可見。所以對于私有繼承來說，基類的成員只能由直接派生類訪問，而無法再往下繼承。如果基類與派生類中都有用戶自定義的構(gòu)造函數(shù)，基類的構(gòu)造由基類的構(gòu)造函數(shù)完成，派生類的構(gòu)造函數(shù)負責提供派生類和基類的構(gòu)造參數(shù)并構(gòu)造派生類。由于構(gòu)造函數(shù)不能被繼承，所以派生類的構(gòu)造函數(shù)必須通過調(diào)用基類的構(gòu)造函數(shù)來初始化基類的對象。因而在定義派生類的構(gòu)造函數(shù)時，除了對自己的數(shù)據(jù)成員進行初始化外，還必須負責調(diào)用基類構(gòu)造函數(shù)，初始化基類的數(shù)據(jù)成員。派生類的構(gòu)造函數(shù)一般格式如下：()：()， () / 派生類數(shù)據(jù)成員初始化派生類構(gòu)造函數(shù)的調(diào)用順序如下：(1) 基類的構(gòu)造函數(shù)(2) 子對象類的構(gòu)造函

28、數(shù)(3) 派生類的構(gòu)造函數(shù)當對象被刪除時，派生類的析構(gòu)函數(shù)被執(zhí)行。由于析構(gòu)函數(shù)也不能被繼承，因此在執(zhí)行派生類的析構(gòu)函數(shù)時，基類的析構(gòu)函數(shù)也將被調(diào)用。執(zhí)行順序是先執(zhí)行派生類的析構(gòu)函數(shù)，再執(zhí)行基類的析構(gòu)函數(shù)，與執(zhí)行構(gòu)造函數(shù)時的順序正好相反。5.3.2 多重繼承多繼承的一般格式：class ：，其中，基類可以有兩個或者兩個以上，各個基類之間用逗號隔開，每個基類名前都指明繼承方式，默認的繼承方式是private方式。例如，下面的程序中，類C繼承于兩個基類，一個基類是A，另一個基類是B。/5_4.cpp#include class A /基類A的定義int a;public:A(int i)a=i;co

29、utA constructorendl;void view( )couta=aendl;class B /基類B的定義int b;public:B(int j)b=j;coutB constructorendl;void view()coutb=bendl;class C:public A,public B /定義子類C，它繼承于基類A和基類Bint c;public:/派生類c的構(gòu)造函數(shù)在初始化自己的數(shù)據(jù)成員時，必須負責調(diào)用基類構(gòu)造函數(shù)初始化基類的數(shù)據(jù)成員。C(int k):A(+k),B(-k)c=k;coutC constructorendl;void view( )A:view( );

30、B:view( );coutc=cendl;void main()C c1(10);c1.view();本程序的執(zhí)行結(jié)果是： A constructor B constructor C constructor a=1l b=10 c=105.4 多態(tài)性與虛擬函數(shù)學習目標：l 理解多態(tài)性的概念l 理解如何聲明和利用虛擬函數(shù)來實現(xiàn)多態(tài)性l 理解抽象類和具體類的區(qū)別l 理解C+如何實現(xiàn)虛擬函數(shù)和動態(tài)綁定5.4.1 多態(tài)性C+允許子類的成員函數(shù)重載父類的成員函數(shù)，程序在運行時能夠依據(jù)其類型確認調(diào)用哪個函數(shù)的能力，稱為多態(tài)性。多態(tài)性是面向?qū)ο蟪绦蛟O計的重要特性，是指同一個接口名稱具有多種功能。利用多態(tài)性

31、，用戶只需發(fā)送一般形式的消息，而將所有的實現(xiàn)留給接收消息的對象，對象根據(jù)所接收的消息做相應的操作。函數(shù)重載和運算符重載就是一類簡單的多態(tài)性。如果語言不支持多態(tài)，則不能稱其是面向?qū)ο蟮恼Z言。只支持類不支持多態(tài)的語言，我們稱其為基于對象的。如Ada語言、Visual Basic語言。為了指明某個成員函數(shù)具有多態(tài)性，必須用關(guān)鍵字virtual聲明其為虛擬函數(shù)。例如，下面的程序在它的基類中定義了虛函數(shù)fn( )，在派生類中又重新定義了虛函數(shù)fn( )，因此實現(xiàn)了多態(tài)的功能。/5_5.cpp#include class Basepublic:virtual void fn( )如果基類中的一個函數(shù)（例如

32、fn()）被聲明為virtual，用基類的指針或引用來指明派生類對象并用該指針或引用來調(diào)用該函數(shù)，程序會根據(jù)對象的類型動態(tài)選擇相應的派生類的fn()函數(shù)。這就是動態(tài)綁定。如果用對象和圓點(.)運算符調(diào)用該函數(shù)（如der.fn( )）則是靜態(tài)綁定（即是在編譯時確定的）。 coutin base classendl;class Derive:public Basepublic:virtual void fn( )coutin derive classendl;在test( )函數(shù)中，b是基類Base的引用形參，Base類對象和Derive對象都可以作為參數(shù)傳遞給b。而fn( )是Base類的虛函數(shù)

33、，所以b.fn()的調(diào)用要到運行時才能確定調(diào)用的是基類的fn( )還是派生類的fn( )。;void test(Base &b)b.fn();void main()由于函數(shù)fn( )標識為虛函數(shù)，編譯時系統(tǒng)遇到b.fn( )后，會將其作為后期綁定處理，保證在運行時確定調(diào)用的是基類的fn( )，還是派生類的fn( )。Base b;Derive der;coutcalling test(b)endl;test(b);coutcalling test(der)endl;test(der);程序運行結(jié)果為： calling test(b) in base class calling test(der

34、) in derive class編譯通常是在前期綁定狀態(tài)下工作的，只有對于虛函數(shù)，才把它作為后期綁定來實現(xiàn)。多態(tài)性增加了一些數(shù)據(jù)存儲和執(zhí)行指令的開銷，但是在多數(shù)情況下，這種額外的開銷不會對程序運行效率有大的影響。因此，在類中應將成員函數(shù)盡可能設為虛函數(shù)。綁定是指一個計算機程序自身彼此關(guān)聯(lián)的過程。按照綁定所進行的階段不同，可分為前期綁定和后期綁定。又稱為靜態(tài)綁定和動態(tài)綁定。前期綁定是指綁定工作出現(xiàn)在編譯鏈接階段，這種綁定過程在程序開始運行之前已經(jīng)完成。也叫做靜態(tài)聯(lián)編或靜態(tài)綁定。后期綁定是指編譯程序在編譯階段不能確定將要調(diào)用的函數(shù)，只有在程序運行時才能確定要調(diào)用的函數(shù)，為此要求綁定工作在程序運行

35、時進行。這種在程序運行時進行的綁定工作稱為后期綁定，也叫做動態(tài)聯(lián)編或動態(tài)綁定。5.4.2 虛擬函數(shù)虛擬函數(shù)(virtual function)指的是某個函數(shù)在基類中被聲明為virtual，而在派生類中又重新定義了這個函數(shù)。虛擬函數(shù)是動態(tài)綁定的基礎。虛擬函數(shù)是成員函數(shù)，而且是非靜態(tài)的成員函數(shù)。聲明虛擬函數(shù)的語法形式為：virtual 函數(shù)類型 函數(shù)名稱( )其中virtual是聲明虛擬函數(shù)的關(guān)鍵字。虛擬函數(shù)簡稱為虛函數(shù)。如果一個類的成員函數(shù)聲明為虛函數(shù)，這就意味著該成員函數(shù)可能在它的派生類中有不同的實現(xiàn)。動態(tài)綁定只能通過指針或者引用標識對象來操作虛函數(shù)，當聲明一個指向基類的指針時，該指針也適用于

36、相應的派生類。如果使用一般類型標識對象操作虛函數(shù)，則將采用靜態(tài)綁定方式調(diào)用虛函數(shù)。例如：/5_6.cpp#include class basepublic:virtual void f1()coutf1 function of baseendl;virtual void f2()coutf2 function of baseendl;virtual void f3()coutf3 function of baseendl;void f4() /一般成員函數(shù)coutf4 function of baseendl;class subclass:public basepublic:virtual v

37、oid f1() /多態(tài)coutf1 function of subclassendl;virtual void f2(int x) /參數(shù)不同無法實現(xiàn)多態(tài)coutf2 function of subclassendl;virtual void f4() /在基類中沒有被聲明虛函數(shù)，不能實現(xiàn)多態(tài)coutf4 function of subclassf1();p-f2();p-f3();p-f4(); p=≻p-f1();p-f2();p-f3();/在子類subclass中沒有重載父類base的成員函數(shù)f3()，不能實現(xiàn)多態(tài)p-f4();程序的運行結(jié)果是：f1 function of b

38、asef2 function of basef3 function of basef4 function of basef1 function of subclassf2 function of basef3 function of basef4 function of base由上面的程序可以看出：(1) 虛函數(shù)在基類與派生類中的聲明(包括函數(shù)名、返回值類型和參數(shù)列表)必須一樣才能實現(xiàn)多態(tài)。(2) 只有類的成員函數(shù)才能聲明為虛函數(shù)。(3) 內(nèi)聯(lián)函數(shù)、構(gòu)造函數(shù)(調(diào)用時產(chǎn)生)、靜態(tài)成員函數(shù)(不屬于對象)不能聲明為虛函數(shù)。(4) 對虛函數(shù)調(diào)用的解釋取決于調(diào)用它的對象。(5) 對非虛函數(shù)調(diào)用的解釋取

39、決于調(diào)用它的指針或引用的類型。5.4.3 純虛函數(shù)和抽象類純虛函數(shù)是一種特殊的虛函數(shù)，它的定義格式是：virtual ()=0；在許多情況下，在基類中不能對虛函數(shù)給出有意義的實現(xiàn)，而把它聲明為純虛函數(shù)，實現(xiàn)留給基類的派生類做。抽象類：帶有純虛函數(shù)的類是抽象類。抽象類是一種特殊的類，它是為了抽象和設計的目的而建立的，抽象類的作用是將子類組織在一個繼承層次結(jié)構(gòu)中，給子類提供一個公共的根。抽象類的特點： 抽象類只能做其他類的基類，不能建立抽象類的對象。 抽象類不能用作參數(shù)類型、函數(shù)返回類型。 抽象類可以聲明指針和引用，指針指向它的派生類，實現(xiàn)多態(tài)性。例如，下面的程序定義了一個抽象類shape，該類中

40、包含一個純虛函數(shù)view()的聲明，在它的派生類rect(長方形)、square()正方形和circle(圓)中分別對純虛函數(shù)view()定義了不同的實現(xiàn)。/5_7.cpp#include const double pi=3.1415;class shape /抽象類protected:double x,y;public:void setvalue(int i,int j=0)x=i;y=j;virtual void view( )=0; /純虛函數(shù);class rect:public shapepublic:void view()cout長方形面積是:x*yendl;class square

41、:public shapepublic:void view()cout正方形面積是:x*xendl;class circle:public shapepublic:void view()cout圓面積是:pi*x*xsetvalue(3 , 5);p0-view();p1=&s;p1-setvalue(3);p1-view();p2=&c;p2-setvalue(3);p2-view();程序運行結(jié)果如下： 長方形面積是：15 正方形面積是：9 圓面積是：28.27355.5 虛擬析構(gòu)函數(shù)在析構(gòu)函數(shù)前面加上virtual關(guān)鍵字，則析構(gòu)函數(shù)被聲明為虛擬析構(gòu)函數(shù)，虛擬析構(gòu)函數(shù)的格式如下： clas

42、s virtual ( )； ；如果基類的析構(gòu)函數(shù)被聲明為虛擬析構(gòu)函數(shù)，那么它的派生類的析構(gòu)函數(shù)也是虛擬的。虛擬析構(gòu)函數(shù)的目的是在用delete運算符刪除對象時，能保證析構(gòu)函數(shù)被正確地執(zhí)行。因為設置虛擬析構(gòu)函數(shù)后，是用動態(tài)綁定的方式選擇析構(gòu)函數(shù)的。例如，下面的程序在基類base中析構(gòu)函數(shù)被定義為虛擬析構(gòu)函數(shù)，派生類der的析構(gòu)函數(shù)也被定義為虛擬析構(gòu)函數(shù)。在main主函數(shù)中定義了一個基類的指針b，指向派生類的對象。/5_8.cpp#include class basepublic:virtual base() /聲明為虛擬析構(gòu)函數(shù)coutdestructing baseendl;class de

43、r:public basepublic:char *ch;der(int i)ch=new chari;virtual der() /聲明為虛擬析構(gòu)函數(shù)delete ch;coutdestructing derendl;void main()base *b=new der(20);delete b;程序的運行結(jié)果是： destructing der destructing base假如在基類base中析構(gòu)函數(shù)不用虛函數(shù)，則輸出結(jié)果如下： destucting base5.6 上機指導5.6.1 類的繼承編寫一個統(tǒng)計動物種類的程序。目的：練習應用類的繼承，加深理解繼承的概念，在定義類時活學活用類

44、的繼承。首先聲明一個名為Animal(動物)的基類，然后再創(chuàng)建兩個派生類，一個是Mammal(哺乳動物)，一個是Bird(鳥類)。子類Mammal含有子女數(shù)和讀取子女數(shù)的成員函數(shù)NumOffspring()；子類Bird含有生蛋數(shù)、是否筑巢，以及取生蛋數(shù)的成員函數(shù)GetEggs( )。成員函數(shù)ShowMannal()和ShowBird()的功能是分別輸出各自的對象參數(shù)。程序的具體源代碼如下：/5_9.cpp#include #include #define FALSE 0#define TRUE 1/Animal類定義class Animalpublic:Animal(const char *s) /構(gòu)造函數(shù)strn