21天學(xué)通C++-第十二章-多態(tài)

1、第十二講：多態(tài),楊章偉 e-mail:,課程內(nèi)容安排,多態(tài)的概念 函數(shù)重載 虛函數(shù) 抽象類 綜合練習(xí) 思考和習(xí)題,多態(tài),類的多態(tài)特性是支持面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言最主要的特性 ，多態(tài)性是指不同對(duì)象接收到相同消息時(shí)，根據(jù)對(duì)象類的不同產(chǎn)生不同的動(dòng)作。多態(tài)性提供了同一個(gè)接口可以用多種方法進(jìn)行調(diào)用的機(jī)制，從而可以通過(guò)相同的接口訪問(wèn)不同的函數(shù)。具體地說(shuō)，就是同一個(gè)函數(shù)名稱，作用在不同的對(duì)象上將產(chǎn)生不同的操作。 繼承是面向?qū)ο蟮囊粋€(gè)重要特征。根據(jù)派生類所擁有的基類數(shù)目不同，可以分為單繼承和多繼承。一個(gè)類只有一個(gè)直接基類時(shí)，稱為單繼承；而一個(gè)類同時(shí)有多個(gè)直接基類時(shí)，則稱為多繼承，如圖11-1所示。,多態(tài)的含義,簡(jiǎn)單來(lái)

2、說(shuō)，多態(tài)就是“一個(gè)接口，多種實(shí)現(xiàn)”，就是同一種事物表現(xiàn)出的多種形態(tài)。例如，一個(gè)人跟隨旅游團(tuán)去北京，其只要跟著旅游團(tuán)去即可，至于如何去，是坐火車、坐飛機(jī)還是其他方式，這由旅游團(tuán)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖12-1所示。,多態(tài)的作用,可以利用多態(tài)的特征，用統(tǒng)一的標(biāo)識(shí)來(lái)完成這些功能。這樣，就可以達(dá)到類的行為的再抽象，進(jìn)而統(tǒng)一標(biāo)識(shí)，減少程序中標(biāo)識(shí)符的個(gè)數(shù)。 例如，下圖12-2表示的是求兩個(gè)數(shù)最大值的多種表示，其實(shí)這些表示都可以通過(guò)一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)識(shí)來(lái)表示。,函數(shù)重載,事實(shí)上，函數(shù)的重載也稱多態(tài)函數(shù)，是實(shí)現(xiàn)編譯時(shí)的多態(tài)性的形式之一。其使程序能用同一個(gè)名字來(lái)訪問(wèn)一組相關(guān)的函數(shù)，提高了程序的靈活性。函數(shù)重載時(shí)，函數(shù)名相同，但函

3、數(shù)所帶的參數(shù)個(gè)數(shù)或數(shù)據(jù)類型不同，編譯系統(tǒng)會(huì)根據(jù)參數(shù)來(lái)決定調(diào)用哪個(gè)同名的函數(shù)。 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中，函數(shù)的重載表現(xiàn)為兩種情況： 第一種是參數(shù)個(gè)數(shù)或類型有所差別的重載， 第二種是函數(shù)的參數(shù)完全相同但屬于不同的類。,虛函數(shù),虛函數(shù)是重載的另一種形式，實(shí)現(xiàn)的是動(dòng)態(tài)的重載，即函數(shù)調(diào)用與函數(shù)體之間的聯(lián)系是在運(yùn)行時(shí)才建立，也就是動(dòng)態(tài)聯(lián)編。前面的內(nèi)容也提到了，虛函數(shù)是實(shí)現(xiàn)運(yùn)行時(shí)的多態(tài)，即動(dòng)態(tài)多態(tài)性的一個(gè)重要方式。,定義虛函數(shù),虛函數(shù)的定義是在基類中進(jìn)行的，即把基類中需要定義為虛函數(shù)的成員函數(shù)聲明為virtual。當(dāng)基類中的某個(gè)成員函數(shù)被聲明為虛函數(shù)后，其就可以在派生類中被重新定義。在派生類中重新定義時(shí)，其函數(shù)

4、原型，包括返回類型、函數(shù)名、參數(shù)個(gè)數(shù)和類型、參數(shù)的順序都必須與基類中的原型完全一致。一般來(lái)說(shuō)，虛函數(shù)定義的形式為： virtual (參數(shù)表) 函數(shù)體 ,使用虛函數(shù),事實(shí)上，讀者可以看出，在派生類中被重新定義的基類中的虛函數(shù)，是函數(shù)重載的另一種形式，但其與函數(shù)重載又有如下的區(qū)別：一般的函數(shù)重載，要求其函數(shù)的參數(shù)或參數(shù)類型必須有所不同，函數(shù)的返回類型也可以不同，但重載一個(gè)虛函數(shù)時(shí)，要求函數(shù)名、返回類型、參數(shù)個(gè)數(shù)、參數(shù)的類型和參數(shù)的順序必須與基類中的虛函數(shù)的原型完全相同。 如果僅返回類型不同，其余相同，則系統(tǒng)會(huì)給出錯(cuò)誤信息； 如果函數(shù)名相同，而參數(shù)個(gè)數(shù)、參數(shù)的類型或參數(shù)的順序不同，系統(tǒng)認(rèn)為是普通的

5、函數(shù)重載，虛函數(shù)的特性將丟失。,抽象類,抽象類是一種特殊的類，其為一族類提供統(tǒng)一的操作界面，建立抽象類就是為了通過(guò)它多態(tài)地使用其中的成員函數(shù)，抽象類是帶有純虛函數(shù)的類。,純虛函數(shù),當(dāng)在基類中不能為虛函數(shù)給出一個(gè)有意義的實(shí)現(xiàn)時(shí)，可以將其聲明為純虛函數(shù)，其實(shí)現(xiàn)留待派生類完成，純虛函數(shù)的作用是為派生類提供一個(gè)一致的接口。 一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)抽象類帶有至少一個(gè)純虛函數(shù)。純虛函數(shù)是在一個(gè)基類中說(shuō)明的虛函數(shù)，它在該基類中沒(méi)有具體的操作內(nèi)容，要求各派生類在重新定義時(shí)根據(jù)自己的需要定義實(shí)際的操作內(nèi)容。 純虛函數(shù)的一般定義形式為： virtual(參數(shù)表)=0,綜合練習(xí),該范例使用抽象類和純虛函數(shù)來(lái)訪問(wèn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的隊(duì)列和堆棧，隊(duì)列是一個(gè)先進(jìn)先出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而堆棧是一個(gè)后進(jìn)先出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。,思考和習(xí)題,如何理解多態(tài)？ 在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中，函數(shù)的重載有兩種形式，其分別是哪兩種？ 虛函數(shù)是重載的另一種形式，實(shí)現(xiàn)的是動(dòng)態(tài)的重載