繼承與多態(tài)精品課件

1、繼承與多態(tài)第1頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期二第8章 繼承與多態(tài) 靜態(tài)多態(tài)的實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)多態(tài)的實(shí)現(xiàn)純虛函數(shù)與抽象基類靜態(tài)多態(tài)的實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)多態(tài)的實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)多態(tài)的實(shí)現(xiàn) 掌握靜態(tài)多態(tài)的實(shí)現(xiàn) 掌握動(dòng)態(tài)多態(tài)的實(shí)現(xiàn)熟悉純虛函數(shù)與抽象基類的應(yīng)用第2頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期二8.2 多態(tài)性8.2.1 多態(tài)的含義，實(shí)現(xiàn)意義及分類第8章 繼承與多態(tài)多態(tài)（polymorphism）一詞最初來(lái)源于希臘語(yǔ)polumorphos，含義是具有多種形式或形態(tài)的現(xiàn)象。在程序設(shè)計(jì)領(lǐng)域，一個(gè)廣泛認(rèn)可的定義是“一種將不同的特殊行為和單個(gè)泛化記號(hào)相關(guān)聯(lián)的能力”，這里的泛化記號(hào)其實(shí)指的就

2、是函數(shù)名。多態(tài)的含義第3頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期二8.2 多態(tài)性8.2.1 多態(tài)的含義，實(shí)現(xiàn)意義及分類第8章 繼承與多態(tài)C+程序中允許大量的同名函數(shù)出現(xiàn)，體現(xiàn)出多態(tài)的使用價(jià)值。多態(tài)的意義1）對(duì)不同的數(shù)據(jù)類型，采用相同或是相似的操作時(shí)，使用同名函數(shù)。2）在程序運(yùn)行中，在某個(gè)環(huán)節(jié)要調(diào)用對(duì)象的一個(gè)特定的方法，而不管這個(gè)對(duì)象是由哪一個(gè)類創(chuàng)建的，這些類都支持這種方法。第4頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期二8.2 多態(tài)性8.2.1 多態(tài)的含義，實(shí)現(xiàn)意義及分類第8章 繼承與多態(tài)C+程序中，按照實(shí)現(xiàn)機(jī)制，多態(tài)可以分為兩種多態(tài)的類型C+語(yǔ)言允許函數(shù)重載和運(yùn)

3、算符重載，使用同樣的函數(shù)名和同樣的運(yùn)算符來(lái)完成不同的數(shù)據(jù)處理與操作。C+語(yǔ)言程序中允許存在有若干函數(shù)，有完全相同的函數(shù)原型，卻可以有多種多樣的相異的函數(shù)體。overloadingoverriding第5頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期二8.2 多態(tài)性8.2.2 靜態(tài)多態(tài)的實(shí)現(xiàn)方法第8章 繼承與多態(tài)函數(shù)重載指的是，允許多個(gè)不同函數(shù)使用同一個(gè)函數(shù)名，但要求這些同名函數(shù)具有不同的參數(shù)表（當(dāng)然，函數(shù)體的實(shí)現(xiàn)代碼通常也不同）。系統(tǒng)對(duì)這種多態(tài)性，對(duì)同名函數(shù)的處理比較簡(jiǎn)單。在編譯過(guò)程中就可以確定該函數(shù)與程序中的哪一段代碼相聯(lián)系，即在編譯時(shí)就已確定函數(shù)調(diào)用語(yǔ)句對(duì)應(yīng)的函數(shù)體代碼，故稱為靜

4、態(tài)聯(lián)編（static banding）處理方式。第6頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期二8.2 多態(tài)性8.2.2 靜態(tài)多態(tài)的實(shí)現(xiàn)方法第8章 繼承與多態(tài)示例void run(int a);void run(float a);run(1);run(1.0);第7頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期二8.2 多態(tài)性8.2.3 動(dòng)態(tài)多態(tài)的實(shí)現(xiàn)方法第8章 繼承與多態(tài)C+語(yǔ)言程序中允許存在有若干函數(shù)，有完全相同的函數(shù)原型，卻可以有多種多樣的相異的函數(shù)體，這種現(xiàn)象稱為函數(shù)的覆蓋。在編譯階段，系統(tǒng)是無(wú)法判斷此次調(diào)用應(yīng)執(zhí)行哪一段函數(shù)代碼。只有到了運(yùn)行過(guò)程中執(zhí)行到此處時(shí)，

5、才能臨時(shí)判斷應(yīng)執(zhí)行哪一段函數(shù)代碼，這種處理方式稱為動(dòng)態(tài)聯(lián)編（dynamic banding）。第8頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期二8.2 多態(tài)性8.2.3 動(dòng)態(tài)多態(tài)的實(shí)現(xiàn)方法1. 虛函數(shù)第8章 繼承與多態(tài)虛函數(shù)是C+語(yǔ)言中的重要概念。虛函數(shù)在編程中的靈活使用，可使程序具有更好的結(jié)構(gòu)和可重用性。virtual 返回類型 函數(shù)名 （ 參數(shù)表 ） ；示例virtual void run(int a) ；第9頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期二8.2 多態(tài)性8.2.3 動(dòng)態(tài)多態(tài)的實(shí)現(xiàn)方法1. 虛函數(shù)第8章 繼承與多態(tài)虛函數(shù)常用于基類與派生類中class

6、graphelem /自定義類graphelem，將作為其它圖元類的基類protected:int color; /顏色colorpublic:graphelem(int col)color=col;virtual void draw() ;/基類中含有一個(gè)虛函數(shù)virtual graphelem() ;基類第10頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期二8.2 多態(tài)性8.2.3 動(dòng)態(tài)多態(tài)的實(shí)現(xiàn)方法1. 虛函數(shù)第8章 繼承與多態(tài)虛函數(shù)常用于基類與派生類中class line:public graphelem /自定義類line，為基類graphelem 的派生類public：v

7、irtual void draw() ; /虛函數(shù)draw，負(fù)責(zé)畫(huà)出“l(fā)ine”.;class circle:public graphelem /自定義類circle，為基類graphelem 的派生類public：virtual void draw() ; /虛函數(shù)draw，負(fù)責(zé)畫(huà)“circle”；派生類第11頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期二8.2 多態(tài)性8.2.3 動(dòng)態(tài)多態(tài)的實(shí)現(xiàn)方法1. 虛函數(shù)第8章 繼承與多態(tài)使用虛函數(shù)時(shí)，需要注意以下3點(diǎn)說(shuō)明某一函數(shù)成員為虛函數(shù)，方法是在說(shuō)明前加關(guān)鍵字“virtual”。派生類中虛函數(shù)處的關(guān)鍵字virtual可以省略，但基類處

8、的不可省調(diào)用虛函數(shù)時(shí)，系統(tǒng)對(duì)它將采用動(dòng)態(tài)聯(lián)編的方式進(jìn)行處理。第12頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期二8.2 多態(tài)性8.2.3 動(dòng)態(tài)多態(tài)的實(shí)現(xiàn)方法2. 動(dòng)態(tài)聯(lián)編的機(jī)制第8章 繼承與多態(tài)使用動(dòng)態(tài)聯(lián)編時(shí)，確定要調(diào)用的函數(shù)有兩種方式line ln1; circle cir1; triangle tri1;ln1.draw(); cir1.draw(); tri1.draw();通過(guò)類對(duì)象第13頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期二8.2 多態(tài)性8.2.3 動(dòng)態(tài)多態(tài)的實(shí)現(xiàn)方法2. 動(dòng)態(tài)聯(lián)編的機(jī)制第8章 繼承與多態(tài)使用動(dòng)態(tài)聯(lián)編時(shí)，確定要調(diào)用的函數(shù)有兩種方式gra

9、phelem *pObj;line ln1; circle cir1; triangle tri1;pObj=&lin1; pObj-draw();pObj=&cir1; pObj-draw();pObj=&tri1; pObj-draw();通過(guò)指針第14頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期二8.2 多態(tài)性8.2.3 動(dòng)態(tài)多態(tài)的實(shí)現(xiàn)方法2. 動(dòng)態(tài)聯(lián)編的機(jī)制第8章 繼承與多態(tài)動(dòng)態(tài)聯(lián)編的基本步驟在編譯過(guò)程中，掃描到表達(dá)式pb-f（）時(shí)，首先檢查f（）是否為虛函數(shù)（若（）不是虛函數(shù)，則按靜態(tài)聯(lián)編處理，在編譯時(shí)必須為f（）確定對(duì)應(yīng)的函數(shù)體代碼）；（2）若（）為虛函數(shù)，則僅把與f（

10、）同原型的虛函數(shù)的地址信息等列表待查；（3）在程序運(yùn)行階段，當(dāng)程序執(zhí)行到表達(dá)式pb-f（）時(shí)，根據(jù)指針當(dāng)前所指向的對(duì)象類屬，來(lái)決定這時(shí)的f（）應(yīng)執(zhí)行哪個(gè)類中的哪個(gè)f（），從而決定執(zhí)行哪個(gè)函數(shù)體。第15頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期二8.2 多態(tài)性8.2.3 動(dòng)態(tài)多態(tài)的實(shí)現(xiàn)方法2. 動(dòng)態(tài)聯(lián)編的機(jī)制第8章 繼承與多態(tài)虛函數(shù)的動(dòng)態(tài)聯(lián)編的實(shí)現(xiàn)，主要依賴于下面一些條件：1）基類CB 可有多個(gè)派生類CD1，CD2，CDn；2）CB 類指針pb 可以指向CB 的對(duì)象，也可以指向CD1，CD2，CDn的對(duì)象；3）CB 類和CD1，CD2，CDn 類可以有同樣原型（而函數(shù)體各異）的函數(shù)

11、成員f（）（虛函數(shù)）；4）運(yùn)行著的程序根據(jù)查對(duì)當(dāng)前指針pb所指向的對(duì)象是屬于哪個(gè)類的，再?zèng)Q定到底執(zhí)行哪個(gè)f（）。第16頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期二8.2 多態(tài)性8.2.3 動(dòng)態(tài)多態(tài)的實(shí)現(xiàn)方法2. 動(dòng)態(tài)聯(lián)編的機(jī)制第8章 繼承與多態(tài)采用虛函數(shù)對(duì)于程序有益之處在于。1）可使程序簡(jiǎn)單易讀。2）它使得程序模塊間的獨(dú)立性加強(qiáng)。3）增加了程序的易維護(hù)性。4）提高了程序中“信息隱藏”的等級(jí)。第17頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期二8.2 多態(tài)性8.2.4 純虛函數(shù)和抽象基類第8章 繼承與多態(tài)抽象基類的概念是虛函數(shù)概念的自然引申，它是虛函數(shù)使用的一個(gè)更理想的

12、形式。virtual函數(shù)原型=0;若在虛函數(shù)的原型后加上“0”字樣而替掉函數(shù)定義體（沒(méi)有具體的實(shí)現(xiàn)），則這樣的虛函數(shù)稱為純虛函數(shù)。virtual void print()=0;第18頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期二8.2 多態(tài)性8.2.4 純虛函數(shù)和抽象基類第8章 繼承與多態(tài)含有純虛函數(shù)的類稱為抽象基類。抽象基類的設(shè)計(jì)意義在于：基類并不是完整的類，它在程序中只起到一種框架的作用，它所包含的是與定積分計(jì)算相關(guān)的數(shù)據(jù)成員，和計(jì)算定積分的函數(shù)成員的格式：函數(shù)名，參數(shù)表，返回類型等等。第19頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期二8.2 多態(tài)性8.2.4 純

13、虛函數(shù)和抽象基類第8章 繼承與多態(tài)class inte_algo /基類inte_algoprotected:public:inte_algo (float left, float right, int steps) /基類構(gòu)造函數(shù)virtual void integrate(void); /基類中說(shuō)明了一個(gè)虛函數(shù)integratevirtual inte_algo() ;示例基類第20頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期二8.2 多態(tài)性8.2.4 純虛函數(shù)和抽象基類第8章 繼承與多態(tài)class rectangle:public inte_algo /派生類rectangl

14、epublic:rectangle(float left,float right,int steps):inte_algo (left,right,steps)virtual void integrate(void); /虛函數(shù)integrate;示例派生類第21頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期二 小結(jié)第8章 繼承與多態(tài)本節(jié)主要介紹繼承和多態(tài)的知識(shí)：靜態(tài)多態(tài)動(dòng)態(tài)多態(tài)純虛函數(shù)與抽象基類第22頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期二小測(cè)驗(yàn)（題目部分）第8章 繼承與多態(tài)1.選擇題（多項(xiàng)選擇題）1、以下哪些是采用虛函數(shù)的好處：（ ）A. 可使程序簡(jiǎn)單易讀B.

15、使得程序模塊間的獨(dú)立性加強(qiáng)C. 增加了程序的易維護(hù)性D. 提高了程序中“信息隱藏”的等級(jí)2.選擇題（單項(xiàng)選擇題）2、（ ）是一個(gè)在基類中說(shuō)明的虛函數(shù)，它在該基類中沒(méi)有定義，但要求任何派生類都必須定義自己的版本。A.虛析構(gòu)函數(shù)B.虛構(gòu)造函數(shù)C.純虛函數(shù)D.靜態(tài)成員函數(shù)3、帶有虛基類的多層派生類構(gòu)造函數(shù)的成員初始化列表中都要列出虛基類的構(gòu)造函數(shù)，這樣將對(duì)虛基類的子對(duì)象初始化的次數(shù)是（ ）A.與虛基類下面的派生類個(gè)數(shù)有關(guān)B.多次C.二次D.一次 第23頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期二小測(cè)驗(yàn)（答案部分）第8章 繼承與多態(tài)1.選擇題（多項(xiàng)選擇題）1、以下哪些是采用虛函數(shù)的好處：

16、（ ACD ）A. 可使程序簡(jiǎn)單易讀B. 使得程序模塊間的獨(dú)立性加強(qiáng)C. 增加了程序的易維護(hù)性D. 提高了程序中“信息隱藏”的等級(jí)2.選擇題（單項(xiàng)選擇題）2、（ C ）是一個(gè)在基類中說(shuō)明的虛函數(shù)，它在該基類中沒(méi)有定義，但要求任何派生類都必須定義自己的版本。A.虛析構(gòu)函數(shù)B.虛構(gòu)造函數(shù)C.純虛函數(shù)D.靜態(tài)成員函數(shù)3、帶有虛基類的多層派生類構(gòu)造函數(shù)的成員初始化列表中都要列出虛基類的構(gòu)造函數(shù)，這樣將對(duì)虛基類的子對(duì)象初始化的次數(shù)是（ D ）A.與虛基類下面的派生類個(gè)數(shù)有關(guān)B.多次C.二次D.一次 第24頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)51分，星期二課后作業(yè)第8章 繼承與多態(tài)【作業(yè)1】設(shè)計(jì)一個(gè)日期類Date，包括年、月、日等私有數(shù)據(jù)成員。要求實(shí)現(xiàn)日期的基本運(yùn)算，如一日期加上天數(shù)、一日期減去天數(shù)、兩日期相差的天數(shù)等。閏年計(jì)算方式：if (year能被4整除 and 不能被100整除) or year能被400整除 思路分析：在Date類中設(shè)計(jì)如下重載運(yùn)算符函數(shù)： Date operator+(int days); 返回一日期加天數(shù)得到的日期 Date opera