c程序設(shè)計(jì)教程羅建軍 22080-00ch12

1、國家級精品課程網(wǎng)站（本書配套教學(xué)網(wǎng)站）4812.1 多態(tài)性概述第12章 多態(tài)性12.2 派生類對象替換基類對象12.3 虛函數(shù)12.4 抽象類12.5 運(yùn)算符重載程序設(shè)計(jì)舉例11.1 多態(tài)性概述多態(tài)性面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一。利用多態(tài)性技術(shù)，可以調(diào)用同名函數(shù)，實(shí)現(xiàn)完全不同的功能分類：（1） 編譯時(shí)的多態(tài)性：通過函數(shù)的重載和運(yùn)算符的重載來實(shí)現(xiàn)的。（2） 運(yùn)行時(shí)的多態(tài)性：是指在程序執(zhí)行前，無法根據(jù)函數(shù)名和參數(shù)來確定該調(diào)用哪一個(gè) 函數(shù)，必須在程序執(zhí)行過程中，根據(jù)執(zhí)行的具體情況來動態(tài)地確定。它是通過類繼承關(guān)系和虛函數(shù)來實(shí)現(xiàn)的編譯時(shí)多態(tài)性函

2、數(shù)重載（兔子逃生）偽代碼描述：class兔子public:void逃生（老鷹a）“兔子蹬鷹”； void逃生（狼b）“動如脫兔”；基類和派生類的同名成員class 寵 物public:void speak() cout zzz; ;class 貓: public 寵物public:void speak() cout miao!miao!; ;class 狗: public寵物public:void speak() coutspeak()；11.2 派生類對象替換基類對象原則凡是基類對象出現(xiàn)的場合都可以用公有派生類對象取代對象替換常用的形式（1） 派生類對象給基類對象賦值（2） 派生類對象可以初

3、始化基類對象的引用（3） 可以令基類對象的指針指向派生類對象，即將派生類對象的地址傳遞給基類指針例12-1 派生類對象替換基類對象#include using namespace std;classPet/基類public:void Speak() coutHow does a pet speak ?endl; ;classCat : public Pet/派生類public:void Speak() coutmiao!miao!endl; ;classDog : public Pet/派生類public:void Speak() coutwang!wang!Speak();p1 = &dog

4、1;/用Dog類對象地址給基類指針賦值p1-Speak();Pet&p4 = cat1;/以Cat類對象初始化Pet類引用p4 .Speak(); return 0;11.3 虛函數(shù)一、虛函數(shù)的定義定義：在某基類中聲明為virtual并在一個(gè)或多個(gè)派生類中被重新定義的 成員函數(shù)語法：virtual 函數(shù)返回類型 函數(shù)名（參數(shù)表）用途：函數(shù)體實(shí)現(xiàn)多態(tài)性，通過指向派生類的基類指針，訪問派生類中同名覆 蓋成員函數(shù)，例12-2虛函數(shù)實(shí)現(xiàn)多態(tài)性#include using namespace std;class Pet/基類public:virtual void Speak() coutHow does

5、 a pet speak ?endl; ;class Cat : public Pet/派生類public:virtual;void Speak() coutmiao!miao!endl; class Dog : public Pet/派生類public:virtual;void Speak() coutwang!wang!Speak();p1 = &dog1;/用Dog類對象地址給基類指針賦值p1-Speak();Pet&p4 = cat1;/以Cat類對象初始化Pet類引用p4 .Speak();return 0;二、虛函數(shù)的使用限制1、應(yīng)通過指針或引用調(diào)用虛函數(shù)，而不要以對象名調(diào)用虛函數(shù)

6、說明語句2、在派生類中重定義的基類虛函數(shù)仍為虛函數(shù)， 同時(shí)可以省略virtual關(guān)鍵字3、不能定義虛構(gòu)造函數(shù)，可以定義虛析構(gòu)函數(shù)1、純虛函數(shù)11.4 抽象類（1） 是指沒有在基類中定義的虛函數(shù)（2） 虛函數(shù)的具體實(shí)現(xiàn)依賴于不同的派生類。（3） 定義純虛函數(shù)的一般格式為：virtual返回類型函數(shù)名（參數(shù)表）=0；純虛函數(shù)沒有實(shí)現(xiàn)部分，不能產(chǎn)生對象，所以含有純虛函數(shù)的類是抽象類。（1） 定義2、抽象類至少包含一個(gè)純虛函數(shù)的類稱為抽象類（2） 使用抽象類的要求抽象類不能實(shí)例化抽象類只作為基類被繼承可以定義指向抽象類的指針或引用例12-3抽象寵物類的實(shí)現(xiàn)#include #include using

7、 namespace std;class Pet/基類char int charName20; Age; Color12;public:charType10;Pet(char *,int ,char *);char* GetName() return Name; intGetAge() return Age;char* GetColor() return Color; virtual void Speak() = 0;virtual void GetInfo();Pet:Pet(char *name,int age,char *color) strcpy(Name,name); Age=age

8、; strcpy(Color,color); strcpy(Type,pet);class Cat : public Pet/派生類public:Cat(char *name,int age, char *color):Pet(name,age,color) void Speak() cout Sound of speak : miao!miao!endlendl; void GetInfo();void Cat:GetInfo()cout The cats name : GetName()endl; cout The cats age : GetAge() endl; cout The ca

9、ts color: GetColor()endl;class Dog : public Pet/派生類public:Dog(char *name,int age, char*color):Pet(name,age,color) void Speak() cout Sound of speak : wang!wang!endlendl; void GetInfo();void Dog:GetInfo()cout The dogs name : GetName()endl;cout The dogs age: GetAge() endl;cout The dogs color: GetColor(

10、)GetInfo();p1-Speak(); delete p1;p1 = new Dog(BenBen,2,Black);/動態(tài)生成Dog類對象p1-GetInfo();p1-Speak(); delete p1; return 0;12.5 運(yùn)算符重載1、重載運(yùn)算符主要用于對類的對象的操作2、重載運(yùn)算符使得運(yùn)算符適用的對象類型得到了拓寬3、重載運(yùn)算符可以通過創(chuàng)建運(yùn)算符函數(shù)實(shí)現(xiàn)，創(chuàng)建operator函數(shù)格式如下： : operator ()例12-4定義一個(gè)復(fù)數(shù)類，并重載加法運(yùn)算符以適應(yīng)對復(fù)數(shù)運(yùn)算的要求。#include using namespace std; class Complexd

11、ouble real, imag; public:Complex(double r = 0, double i = 0): real(r), imag(i) double Real()return real;double Imag()return imag; Complex operator +(Complex&); Complex operator +(double); Complex operator =(Complex);Complex Complex:operator + (Complex &c)/ 重載運(yùn)算符Complex temp; temp.real = real+c.real;

12、temp.imag = imag+c.imag;returntemp;Complex Complex:operator + (double d) / 重載運(yùn)算符 Complex temp;temp.real = real+d; temp.imag = imag; return temp;Complex Complex:operator = (Complex c)/ 重載運(yùn)算符real = c.real;imag = c.imag; return *this;/ 測試主函數(shù)int main()Complex c1(3,4),c2(5,6),c3;cout cout c1 = c1.Real()

13、+j c1.Imag() endl; c2 = c2.Real() +j c2.Imag() endl;c3 = c1+c2;cout c3 = c3.Real() +j c3.Imag() endl;c3 = c3+6.5;cout c3 + 6.5 = c3.Real() +j c3.Imag() endl;return 0;C+中不允許重載的運(yùn)算符運(yùn)算符運(yùn)算符名稱禁止重載的理由? :三目條件運(yùn)算符C+中沒有定義三目運(yùn)算符的語法.成員操作符為保證成員操作符對成員訪問的安全性:作用域操作符該操作符右操作數(shù)不是表達(dá)式sizeof類型字長操作符該操作符的操作數(shù)為類型名，不是表達(dá)式程序設(shè)計(jì)舉例例1

14、2-5 抽象寵物類的另一種用法/Example12-5 抽象寵物類#include using namespace std; class Petpublic:virtual void Speak()=0; void ShowMe();/基類;void Pet:ShowMe()cout我的聲音：; Speak();class Cat : public Pet/派生類public:virtual void Speak() coutmiao!miao!endl; ;class Dogpublic: public Pet/派生類virtual void Speak() coutwang!wang!en

15、dl; ;void main()Cat cat1; Dog dog1;cat1.ShowMe(); dog1.ShowMe();例12-6從例11-5的Point、Circle類中抽象出基類Shape，研究抽象類和具體類的接口和實(shí)現(xiàn)。/ shape.h文件定義抽象基類Shape#ifndef SHAPE_H#define SHAPE_H #include using namespace std; class Shapepublic:virtual double Area() const return 0.0; / 純虛函數(shù)，在派生類中重載virtual void PrintShapeName(

16、) const = 0;virtual void Print() const = 0;#endif/ point.h文件 定義類Point#ifndef POINT_H #define POINT_H #include shape.hclass Point : public Shapeint x, y;/點(diǎn)的x和y坐標(biāo)public:Point( int = 0, int = 0 ); / 構(gòu) 造 函 數(shù)void SetPoint( int, int ); / 設(shè) 置 坐 標(biāo)int GetX() return x; / 取x坐標(biāo)int GetY() return y; / 取y坐標(biāo)virtual

17、 void PrintShapeName() const cout Point: ; virtual void Print() const;/輸出點(diǎn)的坐標(biāo);#endif/ Point.cpp文件 Point類的成員函數(shù)定義#include using namespace std;#include point.hPoint:Point( int a, int b ) SetPoint( a, b ); void Point:SetPoint( int a, int b )x = a;y = b;void Point:Print() const cout x , y ;/ circle.h定義類

18、Circle#ifndef CIRCLE_H #define CIRCLE_H#include using namespace std;#include point.hclass Circle : public Point double radius;public:Circle(int x = 0, int y = 0 ,double r = 0.0); void SetRadius( double );/設(shè)置半徑double GetRadius() const;/取半徑virtual double Area() const;/計(jì)算面積virtual void Print() const;/輸

19、出圓心坐標(biāo)和半徑virtual void PrintShapeName() const cout = 0 ? r : 0 ); double Circle:GetRadius() const return radius; double Circle:Area() const return 3.14159 * radius * radius; void Circle:Print() constcout Center = ;Point:Print();cout ; Radius = radius endl;/ Rectangle.h文件定義類Rectangle#ifndef RECTANGLE_H

20、 #define RECTANGLE_H#include using namespace std;#include point.hclass Rectangle : public Pointdouble length, width; public:Rectangle(int x=0, int y=0, double l=0.0, double w=0.0); void SetLength( double );/設(shè)置長度void SetWidth( double );/設(shè)置寬度double GetLength() const;/ 取 長 度 double GetWidth() const;/取寬

21、度virtual double Area() const;/計(jì)算面積virtual void Print() const;/輸出坐標(biāo)和尺寸virtual void PrintShapeName() const cout = 0 ? l : 0 ); void Rectangle:SetWidth( double w ) width = ( w = 0 ? w : 0 ); double Rectangle:GetLength() const return length; double Rectangle:GetWidth() const return width; double Rectang

22、le:Area() const return length * width; void Rectangle:Print() constcout Left Top Vertex = ; Point:Print();cout ; Length = length , Wigth = width endl;/ Example12-6.cpp文件 演示圖形類#include using namespace std;#include #include #include #includeshape.hpoint.h circle.h rectangle.hvoid virtualViaPointer( const Shape * );void virtualViaReference( const Shape & );int main()/創(chuàng)建point、circle、rectangle對象Point point(30,50);Circle circle(120,80,10.0); Rectang