C 程序设计 第12章多态性与虚函数.ppt

第12章 多态性与虚函数 12.1 多态性的概念 12.2 一个典型的例子 12.3 虚函数 12.4 纯虚函数与抽象类 12.1 多态性的概念 多态性(polymorphism)是面向对象程序设计的一个重要特征。 在C++程序设计中，多态性是指具有不同功能的函数可以用同一个函数名，这样就可以用一个函数名调用不同内容的函数。 在面向对象方法中一般是这样表述多态性的: 向不同的对象发送同一个消息，不同的对象在接收时会产生不同的行为。也就是说，每个对象可以用自己的方式去响应共同的消息。 从系统实现的角度看，多态性分为两类: 静态多态性和动态多态性。 以前学过的函数重载实现的多态性属于静态多态性，在程序编译时系统就能决定调用的是哪个函数，因此静态多态性又称编译时的多态性。静态多态性是通过函数的重载实现的(运算符重载实质上也是函数重载)。 动态多态性是在程序运行过程中才动态地确定操作所针对的对象。它又称运行时的多态性。动态多态性是通过虚函数(virtual function)实现的。 有关静态多态性的应用已经介绍过了，在本章中主要介绍动态多态性和虚函数。 12.2 一个典型的例子 下面是一个承上启下的例子。 要研究的问题是: 当一个基类被继承为不同的派生类时，各派生类可以使用与基类成员相同的成员名，如果在运行时用同一个成员名调用类对象的成员，会调用哪个对象的成员？ #includeiostream using namespace std; class Student { protected: string name; public: Student(string n):name(n) {} void PrintInfo(); }; void Student::PrintInfo() { coutname: nameendl; } class Graduate:public Student { protected: string advisor; public: Graduate(string n,string a):Student(n),advisor(a) {} void PrintInfo(); }; void Graduate::PrintInfo() { coutname: name advisor: advisorendl; } int main( ) { Student a(Wang); a.PrintInfo(); Graduate b(LI,Zhang); b.PrintInfo(); } 此程序没有什么问题，输出也是正确的。但在下面的应用中却出现了意想不到的结果。 问题1 int main( ) { Student *p=new Graduate(LI,Zhang); p-PrintInfo(); } Graduate是Student的派生类，其实例当然也是一个Student，用一个Student类型的指针来引用理应不成问题，但结果却不是我们所希望的。 问题2 void fun(Student s) { s.PrintInfo(); } int main( ) { Graduate b(LI,Zhang); fun(b); } 在类的继承层次结构中，在不同的层次中可以出现名字相同、参数个数和类型都相同而功能不同的函数。编译系统按照同名覆盖的原则决定调用的对象。 Student a(Wang); a.PrintInfo(); //调用基类的PrintInfo() Graduate b(LI,Zhang); b.PrintInfo(); //调用派生类的PrintInfo() Student *p=new Graduate(LI,Zhang); p-PrintInfo(); //调用派生类中被覆盖的继承自基类的PrintInfo() 在问题1的程序中我们是想得到 如下结果： Student *p1=new Student(wang); Student *p2=new Graduate(LI,Zhang); p1-PrintInfo(); //调用基类的PrintInfo() p2-PrintInfo(); //调用派生类的PrintInfo() 即希望用基类指针来引用不同的对象（基类的或派生类的），并能根据引用的对象不同，调用相应的成员函数（表现出不同的行为）——“多态”。 显然，这里我们未能如愿。 12.3 虚函数12.3.1 虚函数的作用 C++中的虚函数就是用来解决上节的问题的。虚函数的作用是允许在派生类中重新定义与基类同