CPP课件第8章多态性虚函数.ppt

《C++面向对象程序设计》教学内容 第1章 C++概述 第2章 类和对象 第3章 面向对象程序设计概述 第4章 进一步学习类和对象 第5章 堆与复制构造函数 第6章 继承性：派生类 第7章 运算符重载 第8章 虚函数和多态性 第9章 模板 第10章 类库和C++的标准模板库STL 第11章 输入输出流 第12章 异常处理 第8章 多态性与虚函数 8.1 多态性概述 8.2 静态联编和动态联编 8.3 虚函数 8.4 纯虚函数和抽象类 8.5 应用举例 面向对象程序设计的特征 抽象性（Abstraction） 封装性（Encapsulation） 继承性（Inheritance） 多态性（Polymorphism） 8.1 多态性概述 polymorphism，“many forms”：即多种形态 在自然语言中，多态性即是“一词多义”； 更准确地说，多态性是指相同的动词作用到不同类型的对象上， 例如： 驾驶摩托车 驾驶汽车 驾驶飞机 驾驶轮船 驾驶宇宙飞船 什么是多态性？（OOP） 当不同对象接受到相同的消息产生不同的动作，这种性质称为多态性。 通俗地说，多态性是指用一个名字定义不同的函数，这些函数执行不同但又类似的操作， 即用同样的接口访问功能不同的函数，从而实现“一个接口，多种方法”。 多态性的例子 在C语言中，由于不支持多态，求绝对值的动作要求三个不同的函数名字： abs（）， labs（），fabs（） 分别用来求整数，长整数、浮点数的绝对值。 在C++语言中，由于支持多态，求绝对值的动作可以只用一个函数名： abs（） 面向对象程序设计的精华 通过一个简单的接口对不同的实现进行概念上的简化。 class walkman{ virtual void on( )=0; virtual void off( )=0; virtual void play( )=0; virtual void record( )=0; virtual void stop( )=0; }; Cassette player, CD player, MD player, MP3 player; 应用多态性的好处 多态应用于OOP的目的是允许用一个名字来指定动作的一般类（即逻辑上相似的动作）。 从而带来以下的好处： 提高了处理问题的抽象级别； 降低了程序设计时的复杂性； （程序员只需记住一个接口，而不是好几个。） C++实现的多态性 编译时多态性： 函数重载 运算符重载 模板 运行时多态性： 借助虚函数来获得 8.2 静态联编和动态联编 什么叫联编（Binding）？ 一个源程序需要经过编译、连接，才能成为可执行代码。 上述过程中需要将一个函数调用链接上相应的函数代码，这一过程称为联编。 联编的目的是要建立函数调用与函数体之间的联系， 即将一个函数调用连接到一函数的入口地址。 C++支持两种联编 静态联编：在程序被编译时进行联编；（早联编） 程序执行快，但灵活性较小。 动态联编：在程序运行时联编。（晚联编，滞后联编） 灵活性高，程序执行慢。 动态联编是C++实现运行时多态性的关键因素。 8.3 虚函数 virtual float area( ){ return -1;} virtual 关键字的作用：指示C++编译器对该函数的调用进行动态联编。 虚函数的定义 冠以关键字virtual的成员函数称为虚拟函数，简称虚函数。 说明虚函数的方法如下： virtual 类型说明符 函数名 ( 参数表 ) 虚函数是成员函数，而且是非static的成员函数。 包含虚函数的类被称为多态类。 虚函数是动态联编的基础 virtual 关键字的作用：指示C++编译器对该函数的调用进行动态联编。 尽管可以用对象名和点算符的方式调用虚函数，即向对象发送消息： tri.area( ) 或者 rect.area( ) 这时是静态联编方式。 只有当访问虚函数是通过基类指针s时才可获得运行时的多态性。 虚函数与重载函数的比较 1.从形式上说，重载函数要求函数有相同的函数名称，并有不同的参数序列； 2.重载函数可以是成员函数和非成员函数； 而虚函数要求这三项(函数名称、返回值和参数序列）完全相同，即具有完全相同的函数原型。 而虚函数只能是成员函数。 虚函数与重载函数的比较（续） 3.对重载函数的调用是以所传递参数序列的差别（参数个数或类型的不同）作为调用不同函数的依据； 虚拟函数是根据对象的不同去调用不同类的虚拟函数。 虚函数小结 如果某类中的一个成员函数被说明为虚函数，这就意味着该成员函