虚函数与多态性
在面向对象的程序设计中,多态性(Polymorphism)是指一个名字,多种语义;或界面相同,多种实现。重载函数是多态性的一种简单形式。C++为类体系提供了一种灵活的多态机制——虚函数(virtual function)。虚函数允许函数调用与函数体的联系在运行时才进行,称为动态联编。
联编是指一个程序块、代码之间的互相关联的过程。
静态联编是指程序间的匹配在代码运行之前就完成了,也成为早期匹配。
动态联编是指程序联编推迟到运行时进行,又称晚期匹配。switch语句就是动态联编大的例子。
类指针的关系
1.用基类指针访问基类对象。
2.直接用派生类指针访问派生类对象。
3.用基类指针引用访问派生类对象。
4.用派生类指针引用访问基类对象。(需要强制转换类型)
虚函数与动态联编
冠以关键字 virtual 的成员函数称为虚函数,实现运行时多态的关键首先是要说明虚函数,另外,必须用基类指针调用派生类的不同实现版本。使用同一个基类指针访问虚函数,称为运行时的多态。
虚函数和基类指针
l 基类指针虽然获取派生类对象地址,却只能访问派生类从基类继承的成员
l 通过基类指针只能访问从基类继承的成员
虚函数和基类指针
l 一个虚函数,在派生类层界面相同的重载函数都保持虚特性
l 虚函数必须是类的成员函数
l 不能将友元说明为虚函数,但虚函数可以是另一个类的友元
l 析构函数可以是虚函数,但构造函数不能是虚函数
#include
using namespace std ;
class Base
{
public :
Base(char xx){x = xx;}
void who(){cout << "Base class: " << x <<"\n" ;}
protected:
char x;
} ;
class First_d : public Base
{
public :
First_d(char xx, char yy):Base(xx){y = yy;}
void who(){cout << "First derived class: "<< x<< ", " << y << "\n" ;}
protected:
char y;
} ;
class Second_d : public First_d
{
public :
Second_d( char xx, char yy, char zz ) : First_d( xx, yy ){z = zz;}
void who(){cout << "Second derived class: "<< x<< ", " << y << ", " << z <<"\n" ;}
protected:
char z;
} ;
int main()
{
Base B_obj( 'A' ) ;
First_d F_obj( 'T', 'O' ) ;
Second_d S_obj( 'E', 'N', 'D' ) ;
Base * p ;
p= & B_obj ;
p-> who() ;
p= &F_obj ;
p-> who() ;
p= &S_obj ;
p-> who() ;
F_obj.who() ;
(( Second_d * ) p ) -> who() ;
}
当采用虚函数时却又是另一种结果
虚函数的重载特性
l 在派生类中重载基类的虚函数要求函数名、返回类型、参数个数、
l 参数类型和顺序完全相同
l 如果仅仅返回类型不同,C++认为是错误重载
l 如果函数原型不同,仅函数名相同,丢失虚特性
虚析构函数
l 构造函数不能是虚函数。建立一个派生类对象时,必须从类层次的根开始,沿着继承路径逐个调用基类的构造函数
l 析构函数可以是虚的。虚析构函数用于指引 delete 运算符正确析构动态对象
重点说明
l 派生类应该从它的基类公有派生。
l 必须首先在基类中定义虚函数。
l 派生类对基类中声明虚函数重新定义时,关键字virtual可以不写。
l 一般通过基类指针访问虚函数时才能体现多态性。
l 一个虚函数无论被继承多少次,保持其虚函数特性。
l 虚函数必须是其所在类的成员函数,而不能是友元函数,也不能是静态函数。
l 构造函数、内联成员函数、静态成员函数不能是虚函数。
l (虚函数不能以内联的方式进行处理)
l 析构函数可以是虚函数,通常声明为虚函数。
纯虚函数和抽象类
l 纯虚函数是一种特殊的虚函数,
l 在许多情况下,在基类中不能对虚函数给出有意义的实现,而把它声明为纯虚函数,它的实现留给该基类的派生类去做。
l 这就是纯虚函数的作用。
l 纯虚函数是一个在基类中说明的虚函数,在基类中没有定义, 要求任何派生类都定义自己的版本
l 纯虚函数为各派生类提供一个公共界面
l 纯虚函数说明形式:
virtual 类型 函数名(参数表)= 0 ;
l 一个具有纯虚函数的基类称为抽象类。
#include
using namespace std;
class Number
{
public:
Number(int i){val=i;}
virtual void Show()=0;
protected:
int val;
};
class Hex_type:public Number
{
public:
Hex_type(int i):Number(i){}
void Show(){cout<<"Hexadecimal:"<
心得体会:
虚函数可以让代码重用,同一个界面的不同的表示方法。
增加了功能的分类,使相近的功能不同但类似的表示。
同时虚函数和多态的使用在程序更新时让类库更加方遍。