C++程序设计(4-12)课件.pptVIP

第四部分 高级编程 第12章 多态（Polymorphism） 第12章 多态 1.继承召唤多态 子类是父类的一种 父类不是子类的一种 常见父类与子类的操作 指针 父类指针操作父类对象（自然） 子类指针操作子类对象（自然） 父类指针操作子类对象（将子类看成父类的一种，安全） 子类指针操作父类对象（将父类看成子类的一种，不合理，危险） 引用 父类引用作为父类对象别名（自然） 子类引用作为子类对象别名（自然） 父类引用作为子类对象别名（将子类看成父类的一种，安全） 子类引用作为父类对象别名（将父类看成子类的一种，不合理，危险） 覆盖父类操作 如果父类中有一个操作，在子类中没有重新定义，则子类可以沿用该操作，但都是父类操作。 子类可以进行同名覆盖，进行子类操作 同化效应 渴望多态 渴望多态 渴望多态 2.抽象编程的困惑 破坏抽象编程的后果是： 可维护性，可扩展性受到伤害． 若增加一个博士类，则类代码与应用程序代码都得改，而这本来不是应用程序的份内事． 因而呼吁从语言内部来支持这种多态性． 3.多态性的概念(1/5) 多态性：具有继承关系的类，其对象对同一个函数调用可以作出不同的响应 同一个函数调用——同一条函数调用语句 不同的响应——执行不同的函数 3.多态性的概念(2/5) 静态绑定和动态绑定 静态绑定——编译时就能确定一条函数调用语句要调用的函数 编译时的多态性 函数的重载来实现的 3.多态性的概念(3/5) 静态绑定和动态绑定 动态绑定：运行时才能确定函数调用语句调用的函数 调用对象的成员函数时（通过引用或指针），编译器暂不确定要调用的函数 编译器检查被调用函数是否存在（函数名、参数列表、返回值） 程序运行时，系统根据接收消息的对象类型来确定要调用的函数 运行时的多态性 通过虚函数来实现 3.多态性的概念(4/5) 多态性的实现 编译时多态性 函数的重载来实现的 静态绑定 运行时多态性 通过基类指针或引用调用虚函数 动态绑定 多态性有助于更好地对程序进行抽象 控制模块能专注于一般性问题的处理 具体的操作交给具体的对象去做 3.多态性的概念(5/5) 多态性有助于提高程序的可扩展性 可以把控制模块与被操作的对象分开 可以添加已定义类的新对象，并能管理该对象 可以添加新类（已有类的派生类）的新对象，并能管理该对象 常用的程序设计方法 为具有继承关系的类定义接口（虚函数） 用链表、数组或容器组织所有对象 用基类指针或引用操作这些对象 问题 能否用同一个调用形式，既能调用派生类又能调用基类的同名函数。 4 虚函数 虚函数的定义 在函数原型前加上关键字virtual 如果一个函数在基类中被声明为虚函数，则他在所有派生类中都是虚函数（包括重定义函数） virtual void display( ); 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（引用）调用虚函数在派生类的不同实现版本。 例：基类与派生类中有同名函数 例 虚函数和基类指针（引用） 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（虚函数的传播） 虚函数必须是类的成员函数，而且，静态成员函数都不行，因为它不捆绑对象，同样，构造函数也不行，因为它只产生对象，也不捆绑对象。 析构函数可以是虚函数，但构造函数不能是虚函数，事实上，鼓励类继承体系中的每个类最好其析构函数都是虚函数。 一旦设置了虚函数，就与编译器达成了滞后联编的协议，函数必定分离于当前运行的模块，因而就不可能是内联函数了． 虚析构函数 析构函数可以声明为虚函数 delete 基类指针; 程序会根据基类指针指向的对象的类型确定要调用的析构函数 基类的析构函数为虚函数，所有派生类的析构函数都是虚函数 如果要操作具有继承关系的类的动态对象，最好把基类的析构函数声明为虚函数 虚函数的作用 允许在派生类中重新定义与基类同名的函数，并且可以通过基类指针或引用来访问基类和派生类中的同名函数。 虚函数的使用方法 在基类用virtual声明成员函数为虚函数。 在派生类中重新定义此函数 定义一个指向基类对象的指针（引用）变量，并使它指向同一类族中需要调用该函数的对象。 通过该指针（引用）变量调用此虚函数，此时调用的就是指针变量指向的对象的同名函数。 虚函数机理 当编译器看见虚函数标志的时候，便暗暗记在心中，等到遇到虚函数的实际调用时，便将该捆绑操作滞后到运行中，以实际的对象类型来实际捆绑其对应的成员函数操作。 虚函数机理 当编译器看见虚函数标志的时候，便暗暗记在心中，等到遇到虚函数的实际调用时，便将该捆绑操作滞后到运行中，以实际的对象类型来实际捆绑其对应的成员函数操作。 编译器在虚函数调用（捆绑调用）处避开函数调用，只做一个指向实际对象的成员函数的间接访问（调用），实际对象若是基类