第8章 多态性和虚函数
计算机二级C 专题 多态性和虚函数
{
w=k;h=l;
}
void fun(point &s) // 被动态联编
{
cout<<S.AREA()<< P>
}
void main()
{
Rectangle rec(3.0,5.2,15.0,25.0);
Fun(rec);
}
的实现中调用 act1(), 由于有两个 act1() 函数，并且是虚函数，产生
了动态联编，根据运行情况，选择了 B::act1();
. 如果将 A::act2() 的实现改为：
void A::act2()
{
this → act1();
}
输出结果如何？
输出结果： 375
. 派生类中对基类的虚函数进行替换时，要求派生类中说明的虚函数
与基类中被替换的虚函数之间满足如下条件：
. 与基类的虚函数有相同的参数个数。
. 其参数的类型与基类的虚函数的对应参数类型相同。
. 其返回值或者与基类虚函数相同，或者都返回指针或引用。
满足上述条件的派生类的成员函数，自然是虚函数，可以不加 virtual.
在运行时进行束定。
. 态联编只能通过指针或引用标识对象来操作虚函数。若采用一般类
型的标识对象来操作虚函数，则采用静态联编方式调用虚函数。
例如：一个动态联编的例子：
#include
class point
{
public:
point(double I,double j)
{x=I;y=j;}
virtual double Area()
{return 0.0;}
虚函数原理
虚函数原理虚函数是 C++ 中一个非常重要的特性，它为面向对象编程提供了很强的支持。
虚函数的实现原理是通过虚函数表实现的，本文将介绍虚函数的概念、使用方法以及实现原理。
一、虚函数概念虚函数是指在基类中使用 virtual 关键字声明的成员函数，它的作用是允许在子类中对该函数进行覆盖。
具体来说，虚函数允许在子类中定义一个与基类中同名的函数，当使用子类对象调用该函数时，程序会动态的选择调用子类中的函数。
虚函数的语法如下：```class Base {public:virtual void foo();};```虚函数可以被重写（覆盖），也可以被继承，但是不能被 static 和 friend 修饰。
二、虚函数的使用使用虚函数需要满足一下条件：1.虚函数必须在公有的类成员函数列表中声明，并在类声明的内部定义。
2.虚函数必须在基类和派生类中以相同的参数列表进行定义。
下面是一个使用虚函数的简单例子：class Square: public Shape {public:Square(double s) : side(s) {}double getArea() { return side * side; }Shape 是一个基类，Square 是它的一个派生类，Square 中重写了 getArea() 函数，计算正方形的面积。
虚函数的实现原理是通过虚函数表实现的。
虚函数表是一个指针数组，存储了每个类中的虚函数指针。
当对象被创建时，会在其内存空间中创建一个指向虚函数表的指针，这个指针通常称为虚函数表指针（vptr），虚函数的调用就是通过这个指针完成的。
每个含有虚函数的类都有一个独立的虚函数表，虚函数表智能在类的第一个对象中存储，它包含了该类中所有虚函数的地址。
在派生类中，虚函数表通常继承自它的直接基类，并在此基础上添加或修改虚函数的地址。
这样如果在派生类对象中调用虚函数时，程序会先获得对象的虚函数表指针，然后通过该指针找到对应的虚函数地址来执行函数。
面向对象程序设计C - 东华大学
龚涛
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东华大学信息科学与技术学院
第8章 多态性和虚函数 8.6 虚析构函数
在析构函数前面加上关键字virtual进行说明， 称该析构函数为虚析构函数。
静态联编和动态联编都属于多态性，它们是在不同阶段对不同 实现进行不同的选择。
龚涛
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第8章 多态性和虚函数 8.4 虚函数
虚函数是动态联编的基础。虚函数是成员函数，而 且是非static的成员函数。说明虚函数的方法如下：
virtual <类型说明符> <函数名>(<参数表>) 其中，被关键字virtual说明的函数称为虚函数。
重载函数的意义在于它可以用相同的名字访问一组 相互关联的函数，由编译程序来进行选择，因而有助于 解决程序复杂性的问题。
(1) 不要使用重载函数来描述毫不相干的函数。
(2) 在类中，构造函数可以重载，普通成员函数也可 以重载。
(3) 在重载函数中使用参数的默认值要避免二义性。
龚涛
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由于C语言的数组中没有保存其大小，因此，不能 对数组元素进行存取范围的检查，无法保证给数组动态 赋值不会越界。利用C++语言的类可以定义一种更安全、 功能更强的数组类型。为此，为该类定义重载运算符[]。
2. 重载增1减1运算符
增1减1运算符是单目运算符，分为前缀运算和后缀 运算两种。为了区分这两种运算，将后缀运算视为双目 运算符。表达式obj++或obj—被看作obj++0或obj—0。
c++0
休息 30
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例8-3
运 算 符 重 载
将+、-（双目）重载为复数类的友元 函数。
两个操作数都是复数类的对象。
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休息
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#include<iostream.h> class complex //复数类声明 { public: //外部接口 complex(double r=0.0,double i=0.0) { real=r; imag=i; } //构造函数 friend complex operator + (complex c1,complex c2); //运算符+重载为友元函数 friend complex operator - (complex c1,complex c2); //运算符-重载为友元函数 void display(); //显示复数的值 private: //私有数据成员 double real; double imag; };
程序运行结果为：
First time output:23:59:59 Clock++: 0:0:0 ++Clock: 0:0:1
运算符友元函数的设计
运 算 符 重 载
如果需要重载一个运算符，使之能够 用于操作某类对象的私有成员，可以 此将运算符重载为该类的友元函数。 函数的形参代表依自左至右次序排列 的各操作数。 后臵单目运算符 ++和--的重载函数， 形参列表中要增加一个int，但不必 写形参名。
//其它成员函数的实现略 void main() { Clock myClock(23,59,59); cout<<"First time output:"; myClock.ShowTime(); myClock++; myClock.ShowTime(); ++myClock; myClock.ShowTime(); }
虚函数以及纯虚函数
虚函数以及纯虚函数 多态性是将接⼝与实现进⾏分离；⽤形象的语⾔来解释就是实现以共同的⽅法，但因个体差异，⽽采⽤不同的策略。
虚函数和纯虚函数都是实现多态的重要⽅法。
本⽂就这两种⽅法进⾏分析以及⽐较1、虚函数在基类中声明为virtual并在⼀个或者多个派⽣类被重新定义的成员函数语法规则：virtual 函数返回类型函数名(参数表) {函数体}语法分析：虚函数的声明和定义和普通的成员函数⼀样，只是在返回值之前加⼊了关键字virtual。
在基类当中定义了虚函数，可以再⼦类中定义和基类中相同函数名、相同参数、相同返回值和不同实现体的虚函数 定义为虚函数是为了让基类函数的指针或者引⽤来指向⼦类。
#include<iostream>using namespace std;class A{public:void fun(){cout << "A::fun()..." << endl;}};class B :public A{public:void fun(){cout << "B::fun()...." << endl;}};int main(){A *a = new A; //A类指针指向A类对象a->fun();A *b = new B; //A类指针指向B类对象b->fun();delete a;delete b;return0;}分析代码：在上述代码中B为A的派⽣类，A *b=new B 是将基类的指针指向B 类对象。
输出为：显然程序没有实现我们想要的输出#include<iostream>using namespace std;class A{public:virtual void fun(){cout << "A::fun()..." << endl;}};class B :public A{public:void fun(){cout << "B::fun()...." << endl;}};int main(){A *a = new A; //A类指针指向A类对象a->fun();A *b = new B; //A类指针指向B类对象b->fun();delete a;delete b;return0;}分析：可以看出利⽤虚函数可以实现多态，也就是说实现了通过不同对象的接⼝实现了不同的功能。
c++多态性与虚函数习题答案
多态性与虚函数1．概念填空题1.1 C++支持两种多态性,分别是编译时和运行时。
1.2在编译时就确定的函数调用称为静态联编，它通过使用函数重载，模板等实现。
1.3在运行时才确定的函数调用称为动态联编，它通过虚函数来实现。
1.4虚函数的声明方法是在函数原型前加上关键字virtual。
在基类中含有虚函数，在派生类中的函数没有显式写出virtual关键字，系统依据以下规则判断派生类的这个函数是否是虚函数：该函数是否和基类的虚函数同名；是否与基类的虚函数参数个数相同、类型；是否与基类的虚函数相同返回类型。
如果满足上述3个条件，派生类的函数就是虚函数。
并且该函数覆盖基类的虚函数。
1.5 纯虚函数是一种特别的虚函数，它没有函数的函数体部分，也没有为函数的功能提供实现的代码，它的实现版本必须由派生类给出，因此纯虚函数不能是友元函数。
拥有纯虚函数的类就是抽象类类，这种类不能实例化。
如果纯虚函数没有被重载，则派生类将继承此纯虚函数，即该派生类也是抽象。
3．选择题3.1在C++中,要实现动态联编,必须使用(D)调用虚函数。
A.类名B.派生类指针C.对象名D.基类指针3.2下列函数中,不能说明为虚函数的是(C)。
A.私有成员函数B.公有成员函数C.构造函数D.析构函数3.3在派生类中,重载一个虚函数时,要求函数名、参数的个数、参数的类型、参数的顺序和函数的返回值(A)。
A.相同B.不同C.相容D.部分相同3.4当一个类的某个函数被说明为virtual时，该函数在该类的所有派生类中（A）。
A．都是虚函数B．只有被重新说明时才是虚函数C．只有被重新说明为virtual时才是虚函数D．都不是虚函数3.5（C）是一个在基类中说明的虚函数，它在该基类中没有定义，但要求任何派生类都必须定义自己的版本。
A．虚析构函数B．虚构造函数C．纯虚函数D．静态成员函数3.6 以下基类中的成员函数，哪个表示纯虚函数（C）。
A．virtual void vf(int)；B．void vf(int)=0；C．virtual void vf( )=0；D．virtual void vf(int){ }3.7下列描述中，（D）是抽象类的特性。
【C++面向对象的程序设计】6多态性
虚析构函数
析构函数的作用是对象撤销之后清理现场。 在派生类对象撤销时，一般先调用派生类的 析构函数。再调用基类的析构函数。
然而，当定义的是一个指向基类的指针变量， 使用new运算符建立临时对象时，如果基类 中有析构函数，则在使用delete析构时只会 调用基类的析构函数。
这就需要将基类中的析构函数声明为虚函数。
虚函数的声明与使用
声明虚函数的一般格式如下： virtual 函数原型；
⑴ 必须首先在基类中声明虚函数。 ⑵ 派生类中与基类虚函数原型完全相同的成员函 数，即使在说明时前面没有冠以关键字virtual也 自动成为虚函数。
声明虚函数
⑶ 只有非静态成员函数可以声明为虚函数。 ⑷ 不允许在派生类中定义与基类虚函数名字及参数 特征都相同，仅仅返回类型不同的成员函数。 编译时 出错。 ⑸ 系统把函数名相同但参数特征不同的函数视为不 同的函数。 ⑹ 通过声明虚函数来使用C++提供的多态性机制时， 派生类应该从它的基类公有派生。
构函数等内容。
本章内容
静态联编与动态联编 虚函数的声明与使用 纯虚函数和抽象类 虚析构函数
Hale Waihona Puke 静态联编与动态联编所谓联编(tinding)，就是使一个计算机程序的不同部 分彼此关联的过程。
静态联编在编译阶段完成，因为所有联编过程都在程 序开始运行之前完成，因此静态联编也叫先前联编或早期 联编。
另一种情况编译程序在编译时并不确切知道应把发送 到对象的消息和实现消息的哪段具体代码联编在一起，而 是在运行时才能把函数调用与函数体联系在一起，则称为 动态联编。
动态联编的实现
C ++语言中的动态联编是通过使用虚函数表 (Virtual Function Table)来实现的，虚函数表也称 为v-表。
第8章多态性模板
可以考虑重载整个运算符系列：
如果重载一个二元运算符（如运算符
+ ），那么类用户可以合理地假定一元
运算符 + 、一元运算符 ++ （包括前缀和 后缀）以及二元运算符 +=仍然可以像原 来一样使用。
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8.2.2 运算符重载为成员函数
以双目运算符 + 为例，便捷地实现表达式 “X+y”，其中X为类A的对象； 如果要重载“+”为类 A 的成员函数，该函数 只有一个形参，形参的类型是y所属的类型。 经过重载之后，表达式X+y就相当于函数调用 “X.operator +(y)”; —— 基本原理
双目+运算符重载练习
int main() //是Chars的友元 { Chars A("hello "),B("world!"),C(""); C = A + B; cout << C.c << endl; C = A + "wld"; cout << C.c << endl; C += B; cout << C.c << endl; cout << "程序运行结束\n"; return 0; }
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运算符重载的实现 运 算 符 重 载 的 实 现
17:44
运算符分为两类：单目、双目 运算符的重载形式有两种：重载为类的成员函 数和重载为类的友元函数。 运算符重载的语法形式如下：
<函数类型> operator <运算符>(<形参表>)
python 虚函数定义
python 虚函数定义Python 虚函数定义虚函数是面向对象编程中的一个重要概念。
它允许子类重新定义父类中的方法，并按照子类的需求来进行实现，从而实现多态性。
在Python中，虚函数的定义可以通过抽象基类和装饰器来完成。
本文将详细介绍Python中虚函数的定义过程，并解释其背后的原理。
1. 什么是虚函数？在面向对象编程中，虚函数是指一个在父类中定义的方法，该方法可以在子类中重新定义。
虚函数的存在使得不同的子类能够有不同的实现，从而更好地满足各自的需求。
虚函数的实现依赖于多态性，即同一方法能够根据不同的对象调用不同的实现。
2. 定义抽象基类在Python中，可以通过定义抽象基类来实现虚函数的定义。
抽象基类是一个包含抽象方法的类，它不能被实例化，只能被用作其他类的基类。
抽象方法是指在抽象基类中定义的方法，它只有方法签名，没有具体的实现。
如果一个子类不实现抽象基类中的抽象方法，那么该子类也会被视为抽象类。
为了定义一个抽象基类，需要导入`abc`模块并继承`abc.ABC`类。
使用`abstractmethod`装饰器来标记方法为抽象方法。
下面是一个示例：pythonfrom abc import ABC, abstractmethodclass Animal(ABC):abstractmethoddef make_sound(self):pass在上面的例子中，`Animal`类是一个抽象基类，它定义了一个抽象方法`make_sound`。
任何继承`Animal`类的子类都必须实现`make_sound`方法。
3. 定义子类在继承抽象基类的子类中，可以重新定义父类中的虚函数。
子类可以根据自己的需求来实现虚函数，并且可以调用父类中的相同名称的方法。
下面是一个示例：pythonclass Dog(Animal):def make_sound(self):print("Woof!")在上面的例子中，`Dog`类继承了`Animal`类，并重新定义了`make_sound`方法。
(C++完整PPT课件) 第 8 章 多态性
第八章 多态性
4．运算符new和delete重载
//EX8_5.cpp : 演示重载new和delete的程序。其中new通过 //malloc( )函数实现，new的操作数是申请内存单元的字节个数。 //delete通过free( )函数实现，它的操作数是一个指针，即告诉 //系统释放哪里的单元。 #include <iostream.h> #include<malloc.h> class rect { private: int length, width; public: rect ( int l, int w ) { length = l; width = w; }
第八章 多态性
point operator + ( point p1, point p2 ) { return point (p1.x+p2.x, p1.y+p2.y) ; }
point operator - ( point p1, point p2 ) { return point (p1.x- p2.x, p1.y-p2.y) ; } void main( ) { point p1(3, 3), p2(2, 2), p3, p4 ; //声明point类的对象 p3=p1+p2; //两点相加 p4=p1- p2; //两点相减 cout<<"p1+p2: x="<<p3.get_x( )<<", y="<<p3.get_y( )<<endl ; cout<<"p1- p2: x="<<p4.get_x( )<<", y="<<p4.get_y( )<<endl ; } 程序运行结果：p1+p2: x=5, y=5 p1- p2: x=1, y=1
多态性和虚函数 实验报告
多态性和虚函数实验报告淮海工学院计算机科学系实验报告书课程名：《 C++程序设计(二)》题目：多态性和虚函数班级：学号：姓名：评语：成绩：指导教师：批阅时间：年月日 C++程序设计实验报告1、实验内容或题目（1）声明二维坐标类作为基类派生圆的类，把派生类圆作为基类，派生圆柱体类。
其中，基类二维坐标类有成员数据：x、y坐标值；有成员函数：构造函数实现对基类成员数据的初始化、输出的成员函数，要求输出坐标位置。
派生类圆类有新增成员数据：半径（R）；有成员函数：构造函数实现对成员数据的初始化、计算圆面积的成员函数、输出半径的成员函数。
派生圆柱体类新增数据有高（H）；新增成员函数有：构造函数、计算圆柱体体积的函数和输出所有成员的函数。
请完成程序代码的编写、调试。
（2）教材393页7－8题。
（3）教材416页1、4、5题。
2、实验目的与要求（1）理解继承与派生的概念（2）掌握通过继承派生出一个新的类的方法（3）了解多态性的概念（4）了解虚函数的作用与使用方法3、实验步骤与源程序⑴ 实验步骤先定义一个基类point，及其成员函数，然后以public的继承方式定义子类circle，再定义一个派生类cylinder，最后在main主函数中定义类对象，调用函数实现其功能。
先定义一个基类A及其重载的构造函数,然后以Public派生出子类B，再定义其构造函数,最后在main主函数中定义类对象，调用成员函数实现其功能。
⑵ 源代码1.#include class Point { public:Point(float=0,float=0); void setPoint(float,float); float getX() const {return x;}C++程序设计实验报告float getY() const {return y;}friend ostream & operator<protected: };Point::Point(float a,float b) {x=a;y=b;}void Point::setPoint(float a,float b) {x=a;y=b;}ostream & operator<class Circle:public Point { public:Circle(float x=0,float y=0,float r=0); void setRadius(float); float getRadius() const; float area () const;friend ostream &operator<protected: };Circle::Circle(float a,float b,float r):Point(a,b),radius(r){}float radius;C++程序设计实验报告void Circle::setRadius(float r) {radius=r;}float Circle::getRadius() const {return radius;}float Circle::area() const {return 3.14159*radius*radius;}ostream &operator<cout<class Cylinder:public Circle { public:Cylinder (float x=0,float y=0,float r=0,float h=0); void setHeight(float); float getHeight() const; float area() const; float volume() const;friend ostream& operator<r=\protected: };Cylinder::Cylinder(float a,float b,float r,floath):Circle(a,b,r),height(h){}float height;C++程序设计实验报告void Cylinder::setHeight(float h){height=h;}float Cylinder::getHeight() const {return height;}float Cylinder::area() const{return 2*Circle::area()+2*3.14159*radius*height;}float Cylinder::volume() const {return Circle::area()*height;}ostream &operator<cout<<int main() {Cylinder cy1(3.5,6.4,5.2,10);cout<感谢您的阅读，祝您生活愉快。
虚函数
运行结果： P1.area()=0 C1.area()=1256.64 Pp->area()=1256.64 Rp.area()=1256.64
第 9 章
多 态 性
程序解释： 程序16行在基类Point中，将area()声明为虚函数。 第39通过Point类对象P1调用虚函数area()。 第41通过circle类对象C1调用area()，实现静态联编，调用的是Circle类area()。 第44、46行分别通过Point类型指针与引用调用area()，由于area()为虚函数，此 时进行动态联编，调用的是实际指向对象的area()。
第 9 章
多 态 性
Pp->area()=0 Rp.area()=0
C + + 语 言 程 序 设 计 教 程
9.3.1 静态联编与动态联编
程序解释：
程序39行调用P1.area()显示了Point类对象P1的面积； 程序41行通过调用C1.area() 显示了Circle类对象C1的面积；由于在类Circle中重新定义了area(), 它覆盖了基类的 area(), 故通过C1.area()调用的是类Circle中的area(), 返回了正确结果。 依照类的兼容性，程序43行用一个point型的指针指向了Circle类的对象C1, 第44行通 过Pp->area()调用area(), 那么究竟调用的是哪个area(), C++此时实行静态联编，根据 Pp的类型为Point型，将从Point类中继承来的area()绑定给Pp, 因此，此时调用的是 Point派生的area(), 显示的结果为0。 同样，在第46行由引用Rp调用area()时，也进行静态联编，调用的是Point派生的 area(), 显示的结果为0。 显然，静态联编盲目根据指针和引用的类型而不是根据实际指向的目标确定调用的 函数，导致了错误。 动态联编则在程序运行的过程中，根据指针与引用实际指向的目标调用对应的函数 ，也就是在程序运行时才决定如何动作。虚函数（virtual function）允许函数调用与函 数体之间的联系在运行时才建立，是实现动态联编的基础。虚函数经过派生之后，可以 在类族中实现运行时的多态，充分体现了面向对象程序设计的动态多态性。
C++ 8多态与虚函数
fun(i);
8.6.1 虚函数的定义
【例8.5_1】根据赋值兼容规则可以用基类的指针指向 派生类对象，如果由该指针撤销派生类对象，则必须将析构函 数说明为虚函数，实现多态性，自动调用派生类析构函数。 通常要求将类设计成通用的，无论其他程序员怎样调用都 必须保证不出错，所以必须把析构函数定义为虚函数。 下面把【例8.5】析构函数改造为虚函数 class Person{ //数据成员略 public: virtual ~Person(); //只需在此声明一次,派生类的析构函数全为虚函数 }; //其他成员函数略
8.6.1 虚函数的定义
成员函数设置为虚函数的要点：
1. 派生类中定义虚函数必须与基类中的虚函数同名外，还必须 同参数表，同返回类型。否则被认为是重载，而不是虚函数。 如基类中返回基类指针，派生类中返回派生类指针是允许的， 这是一个例外。 静态类型：在编译时可知的引用类型或指针类型 2. 只有类的成员函数才能说明为虚函数。这是因为虚函数仅适 class Base; Base *p; //指针p的静态类型为Base 用于有继承关系的类对象。 动态类型：指针或引用所绑定的对象类型，仅运行时可知 3. 静态成员函数，是所有同一类对象共有，不受限于某个对象， class Derived:public Base; 不能作为虚函数。 Derived d; Base *p=&d; //指针p的动态类型为Derived 4. 一个类对象的静态和动态构造是相同的，实现动态多态性时， 必须使用基类类型的指针变量或引用，使该指针指向该基类的 不同派生类的对象，并通过该指针指向虚函数，才能实现动态 的多态性。
编译时的多态性 在C++ 中有两 种多态 性 运行时的 多态性
虚函数的用法
虚函数的用法
虚函数是面向对象编程中的一个重要概念。
它允许子类重写父类中的同名函数，以实现多态性。
在C++中，使用关键字"virtual"来声明一个函数为虚函数。
虚函数的使用有以下几个关键点：
1. 多态性：虚函数的主要作用是实现多态性。
当一个指向父类的指针或引用调用一个虚函数时，实际执行的是子类中重写的函数。
这种行为允许在运行时根据对象的实际类型来确定调用的函数。
2. 动态绑定：虚函数的调用是动态绑定的，也就是说在运行时确定具体调用的函数。
与之相反的是静态绑定，它是在编译时确定调用的函数。
动态绑定使得程序具有更大的灵活性和扩展性。
3. 虚函数表：为了实现动态绑定，编译器会为每个包含虚函数的类创建一个虚函数表（vtable）。
虚函数表是一个存储函数指针的数组，每个函数指针指向对应虚函数的实际实现。
每个对象都有一个指向其类的虚函数表的指针，通过这个指针可以实现动态调用。
4. 纯虚函数：有时候父类中的虚函数并不需要有实际的实现，而只
是为了在子类中进行重写。
这种函数被称为纯虚函数，可以通过在函数声明中添加"= 0" 来表示。
包含纯虚函数的类被称为抽象类，它只能作为基类使用，不能被实例化。
综上所述，虚函数是实现多态性的关键机制之一。
通过在父类中声明虚函数并在子类中重写，可以实现基于对象实际类型的动态绑定，提高程序的灵活性和可扩展性。
c++8_zhy
– C++中预定义的运算符其运算对象只能是基本数 据类型，而不适用于用户自定义类型（如类）
实现机制
– 先将指定的运算表达式转化为对运算符函数的 调用，运算对象转化为运算符函数的实参，再 根据实参的类型来确定需要调用的函数。 – 编译系统对重载运算符的选择，遵循函数重载 的选择原则。
5
运算符重载的方法
只能重载C++语言中已有的运算符，不可臆造新的。 不改变原运算符的优先级和结合性。
不能改变操作数个数。
经重载的运算符，其操作数中至少应该有一个是自 定义类型。
7
两种形式
运 算 符 重 载
重载为类成员函数。 重载为友元函数。
8
运算符函数
运 算 符 重 载
声明形式 函数类型 operator 运算符（形参） { ...... } 如果在类外定义须带上<类名::> 重载为类成员函数时 参数个数=原操作数个数-1（后置++、--除外） 重载为友元函数时 参数个数=原操作数个数， 且至少应该有一个自定义类型的形参。
运 算 符 重 载
就是要编写一个以“operator 运算符号”为函数名的 运算符函数，该函数定义了重载的运算符将要执行的 操作，函数的形参类型必须有自定义的类型。
当使用该运算符对形参规定的数据类型进行运算时， 就执行函数体中的操作，而不再是原运算符的操作了。
6
规则和限制
运 算 符 重 载
可以重载C++中除下列运算符外的所有运算符： “. ”、“*”、“::”、“sizeof”和“?:”
3
问题举例——复数的运算
虚函数作用
虚函数作用
虚函数是C++中的一个重要概念，它允许派生类重写基类的方法并实现多态性。
在使用虚函数时，我们必须在基类中将函数声明为虚函数，并在派生类中重新定义该函数。
这种机制使得基类指针可以指向派生类对象，并且能够调用派生类中重写的方法。
虚函数的作用非常重要，它可以帮助我们实现多态性。
多态性是面向对象编程的一个非常重要的概念，它允许我们在不知道对象实际类型的情况下调用其方法。
这种方法的调用是通过基类指针实现的，而派生类中的方法实现则通过虚函数来实现。
虚函数还可以帮助我们实现动态绑定。
动态绑定是将函数调用和函数实现联系起来的过程。
在C++中，函数调用是在编译时决定的，而函数实现是在运行时决定的。
因此，我们需要使用虚函数来实现动态绑定，以便在运行时确定正确的方法调用。
虚函数还可以帮助我们实现抽象类和接口。
抽象类是不能被实例化的类，它只是一个用于派生其他类的基类。
抽象类中可以包含纯虚函数，这些函数没有实现，必须在派生类中实现。
接口是一组纯虚函数的集合，它表示了一个类所提供的接口。
这些函数在接口类中没有实现，必须在实现类中实现。
总之，虚函数在C++中具有非常重要的作用。
它可以帮助我们实现多态性、动态绑定、抽象类和接口。
对于面向对象编程来说，虚函数是非常重要的概念之一，我们需要深入理解并熟练运用。
- 1 -。
虚函数的概念与作用
虚函数的概念与作用虚函数是面向对象编程中的一个重要概念，它可以使得在派生类中覆盖基类中的同名函数，实现多态性。
在C++中，虚函数的概念通过在成员函数前面加上关键字“virtual”来实现。
虚函数的作用主要包括实现运行时多态性、实现接口和抽象类以及消除静态绑定带来的限制等。
首先，虚函数的作用之一是实现运行时多态性。
多态性是面向对象编程中的一个重要特性，它指的是同样的一个函数能够根据不同的情况执行不同的功能。
通过使用虚函数，可以在基类和派生类之间建立动态绑定关系，使得运行时可以根据对象的实际类型来调用不同的函数实现。
这样，在多态的情况下，同一个函数调用可能会根据不同的对象类型而执行不同的操作，提高了代码的灵活性和可扩展性。
其次，虚函数的作用之二是实现接口和抽象类。
在面向对象编程中，接口是描述对象行为的抽象类。
通过将函数定义为虚函数，可以使得这些函数成为接口的一部分。
派生类可以继承基类的接口，并实现这些虚函数来满足具体的需求。
接口的作用是将对象的行为与具体的实现分离，提供了一种规范化的方式来描述对象的行为。
此外，虚函数的作用之三是消除静态绑定带来的限制。
对于静态绑定，函数调用的目标在编译时就能确定，因此对于基类指针或引用指向派生类对象时，只会调用基类中的对应函数。
而使用虚函数，则能够实现动态绑定，即在运行时根据对象的实际类型来确定函数调用的目标。
通过使用虚函数，可以使得基类指针或引用调用派生类中的函数而非基类中的函数，从而消除了静态绑定带来的限制。
虚函数的实现机制是通过在对象的内存模型中添加一个虚函数表（vtable）来实现的。
每个包含虚函数的类都有一个对应的虚函数表，其中记录了虚函数的地址。
派生类会继承基类的虚函数表，并在需要的情况下进行覆盖或添加新的虚函数，从而实现多态性。
在运行时，通过对象的虚函数指针（vptr）来访问虚函数表，并根据对象的实际类型来进行函数调用。
总之，虚函数是面向对象编程中非常重要的一个概念，它通过实现运行时多态性、实现接口和抽象类以及消除静态绑定带来的限制等方式，提高了代码的灵活性和可扩展性。
虚函数的概念与作用
虚函数的概念与作用一、概念虚函数是C++中的一个重要概念，它是一种在基类中声明的函数，该函数在派生类中被重新定义。
虚函数可以通过基类指针或引用来调用，在运行时确定调用的是哪个版本的函数。
虚函数通过动态绑定实现了多态性，是C++中实现面向对象编程的重要手段之一。
二、作用1. 实现多态性虚函数通过动态绑定实现了多态性，使得同一个基类指针或引用可以调用不同派生类的同名函数，从而实现了多态性。
这样就可以在编写程序时避免使用大量的if-else语句或switch语句来判断对象类型，提高了程序的可读性和可维护性。
2. 简化代码使用虚函数可以简化代码，减少代码量。
如果没有使用虚函数，则需要为每个派生类分别编写相应的处理代码，在程序规模较大时会导致代码冗长、难以维护和扩展。
3. 便于扩展使用虚函数可以方便地扩展程序功能。
当需要添加新的派生类时，只需要重新定义相应的虚函数即可，在原有代码基础上进行扩展，而不需要修改已有代码。
4. 支持动态类型识别使用虚函数可以支持动态类型识别。
在程序运行时，可以通过基类指针或引用来判断对象的实际类型，从而进行相应的处理。
这种机制在实现一些高级特性时非常有用，如RTTI（Run-Time Type Identification）。
5. 支持多重继承使用虚函数可以支持多重继承。
在多重继承中，一个派生类可以同时继承多个基类，每个基类都可能定义相同的虚函数。
如果没有使用虚函数，则会导致二义性错误（Ambiguity），而使用虚函数则可以避免这种问题的发生。
三、注意事项1. 虚函数必须是成员函数虚函数必须是成员函数，不能是全局函数或静态成员函数。
2. 构造函数和析构函数不能是虚函数构造函数和析构函数不能是虚函数，因为它们的调用方式不同于普通成员函数。
3. 虚析构函数如果一个类中定义了虚析构函数，则当该类被删除时，会自动调用其派生类的析构函数。
这样可以确保所有资源都被正确释放。
4. 纯虚函数与抽象类如果一个基类中定义了纯虚函数，则该基类就变成了抽象类。
C++ 虚函数[详讲]
![C++ 虚函数[详讲]](https://img.taocdn.com/s3/m/f1d897faf705cc175527090b.png)
什么是虚函数？简单地说，那些被virtual关键字修饰的成员函数，就是虚函数。
为什么要引入虚函数？虚函数的作用是实现类的继承所体现的多态性，具体点是实现动态联编。
从程序的角度上来说，在定义了虚函数后，可以在派生类中对虚函数重新定义，以实现统一的接口，不同定义过程，在程序的运行阶段动态地选择合适的成员函数。
什么是多态性？简单点说，多态性是将接口与实现进行分离；C++实现运行时多态性的关键途径：在公有派生情况下，一个指向基类的指针可用来访问从基类继承的任何对象。
语法：普通函数的前面加上virtual[cpp]view plaincopyprint?1.virtual函数返回值类型虚函数名(形参表)2.{3.//函数体4.}虚函数的调用方式：只能通过指向基类的指针或基类对象的引用来调用虚函数调用语法：[cpp]view plaincopyprint?1.指向基类的指针变量名->虚函数名（实参表）2.基类对象的引用名. 虚函数名（实参表）注意：正常情况下，如果不把函数声明为虚函数，指向基类的指针的访问情况如下：1）基类指针指向基类对象：基类指针可以直接访问基类对象中的成员2）基类指针指向派生类对象：基类指针只能访问派生类中的从基类中继承的成员，派生类有同名的函数或成员，也只能调用基类的成员。
如果定义成虚函数时：定义一个基类指针，把不同的派生类对象付给它，会调用对应派生类的函数，而非基类函数。
举例：[cpp]view plaincopyprint?1.#include <iostream>ing namespace std;3.class A4.{5.public:6.virtual void show()7. {8. cout<<"A"<<endl;9. }10.};11.class B:public A12.{13.public:14.void show()15. {16. cout<<"B"<<endl;17. }18.};19.class C:public A20.{21.public:22.void show()23. {24. cout<<"C"<<endl;25. }26.};27.void main()28.{29. A*a;30. B b;31. C c;32. a=&b;33. a->show();34. a=&c;35. a->show();36. system("pause");37.}运行结果：B(换行)C(换行)--指向不同的派生类，调用不同的函数如果不加基类A中的Virtual，则输出结果：A(换行)A(换行)--基类指针，调用派生类中继承的基类成分定义虚函数，实现动态联编需要三个条件：1）必须把动态联编的行为定义为类的虚函数---定义虚函数2）类之间存在子类型关系，一般表现为一个类从另一个类公有派生而来---类之间是公有继承3）基类指针指向派生类的对象，然后使用基类指针调用虚函数注意：1、使用时，虚函数可以在基类中声明，提供界面。
虚函数作用
虚函数作用在面向对象编程中，虚函数是一种非常重要的概念。
虚函数是指在基类中声明的函数，在派生类中可以被重写，且在运行时根据对象的实际类型来调用相应的函数。
虚函数的作用主要有以下几个方面。
1. 实现多态虚函数的最主要作用就是实现多态。
多态是指同一种操作作用于不同的对象上面，可以产生不同的结果。
通过虚函数，可以在基类中定义一个通用的函数，然后在派生类中根据需要进行重写，从而实现多态。
例如，我们可以定义一个基类Animal，其中包含一个虚函数speak()，然后派生出Dog和Cat两个子类，分别重写speak()函数，实现不同的叫声。
当我们调用speak()函数时，根据对象的实际类型，会调用相应的函数，从而实现多态。
2. 实现动态绑定虚函数的另一个作用是实现动态绑定。
动态绑定是指在运行时根据对象的实际类型来调用相应的函数。
通过虚函数，可以实现动态绑定，从而提高程序的灵活性和可扩展性。
例如，我们可以定义一个基类Shape，其中包含一个虚函数draw()，然后派生出Circle和Rectangle两个子类，分别重写draw()函数，实现不同的绘制方式。
当我们调用draw()函数时，根据对象的实际类型，会调用相应的函数，从而实现动态绑定。
3. 实现抽象类虚函数的第三个作用是实现抽象类。
抽象类是指包含纯虚函数的类，不能被实例化，只能被用作基类。
通过虚函数，可以定义纯虚函数，从而实现抽象类。
例如，我们可以定义一个基类Shape，其中包含一个纯虚函数draw()，然后派生出Circle和Rectangle两个子类，分别实现draw()函数。
由于Shape类中包含纯虚函数，因此不能被实例化，只能被用作基类。
虚函数是面向对象编程中非常重要的概念，它可以实现多态、动态绑定和抽象类等功能，从而提高程序的灵活性和可扩展性。
在实际编程中，我们应该充分利用虚函数的作用，设计出更加优秀的面向对象程序。
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第8章多态性和虚函数封装性基础面向对象系统三特征继承性关键多态性补充多态性是指发出同样的消息被不同类型的对象接收时导致完全不同的行为。
这里所说的消息主要是指对类的成员函数的调用，而不同的行为是指不同的实现。
利用多态性，用户只需发送一般形式的消息，而将所有的实现留给接收消息的对象。
多态的类型：简单的多态性是函数重载和运算符重载。
重要的多态性是建立在虚函数的概念和方法上的。
8.1 函数重载8.2 运算符重载运算符重载就是赋予已有的运算符多重含义，使它能够用对类的对象进行特定的操作。
8.2.1运算符重载的几个问题1.C++中不能重载的运算符是：. , .* ,:: , ？：2.运算符重载不改变原运算符的优先级和结合性。
3.编译程序对运算符重载的选择，遵循函数重载的原则。
4.重载运算符的限制：(1)不可臆造新的运算符。
(2)重载运算符坚持4个“不能改变”。
·不能改变运算符操作数的个数；·不能改变运算符原有的优先级；·不能改变运算符原有的结合性；·不能改变运算符原有的语法结构。
5.运算符重载时必须遵循哪些原则：(1)重载运算符含义必须清楚。
(2)重载运算符不能有二义性。
8.2.2 运算符重载的两种形似运算符重载的两种形式：成员函数形式和友元函数形式。
1．重载为类的成员函数例8.2复数类四则运算重载#include<iostream.h>class complex{ public:complex( ) { real=imag=0; }complex(double r, double i){real=r,imag=i;}complex operator +(const complex &c);complex operator -(const complex &c);complex operator *(const complex &c);complex operator /(const complex &c);friend void print(const complex &c);private:double real,imag;};inline complex complex::operator +(const complex &c) { return complex(real+c.real,imag+c.imag); }inline complex complex::operator -(const complex &c) { return complex(real-c.real,imag-c.imag); }inline complex complex::operator *(const complex &c) { return complex(real * c.real-imag * c.imag,real * c.imag+imag * c.real); }inline complex complex::operator /(const complex &c) { return complex((real * c.real + imag + c.imag)/ (c.real*c.real+c.imag*c.imag),(imag* c.real - real * c.imag)/(c.real * c.real + c.imag *c.imag)); }void print(const complex &c){ if(c.imag<0)cout<<c.real<<c.imag<<'i';elsecout<<c.real<<'+'<<c.imag<<'i';}void main( ){ complex c1(2.0,3.0),c2(4.0,-2.0),c3;c3=c1+c2;cout<<"\nc1+c2=";print(c3);c3=c1-c2;cout<<"\nc1-c2=";print(c3);c3=c1*c2;cout<<"\nc1*c2=";print(c3);c3=c1/c2;cout<<"\nc1/c2=";print(c3);c3=(c1+c2)*(c1-c2)*c2/c1;cout<<"\n(c1+c2)*(c1-c2)*c2/c1=";print(c3);cout<<endl;}该程序的运行结果为：c1+c2=6+1ic1-c2=-2+5ic1*c2=14+8ic1/c2=0.45+0.8i(c1+c2)*(c1-c2)*c2/c1=9.61538+25.2308i小结：1.在程序中，定义了4个成员函数作为运算符重载函数。
将运算符重载函数说明为类的成员函数格式如下：类名 operator 运算符(参数表)2.程序中出现的表达式：c1+c2 编译程序将给解释为：c1.operator +(c2)其中，c1和c2是complex类的对象。
operator+( )是运算+ 的重载函数。
3.该运算符重载函数仅有一个参数c2。
可见，当重载为成员函数时，双目运算符仅有一个参数。
对单目运算符，重载为成员函数时，不能再显式说明参数。
重载为成员函数时，总时隐含了一个参数，该参数是this指针。
this指针是指向调用该成员函数对象的指针。
例8.2时间类#include<iostream.h>class Time{ public:Time( ){ hours=minutes=seconds=0;}Time(int h,int m,int s){ hours=h; minutes=m; seconds=s;}Time operator +(Time &c); //+运算符重载Time operator ++( ); //前置单目运算符重载Time operator ++(int); //后置单目运算符重载void ShowTime( );private:int hours,minutes,seconds;};Time Time::operator +(Time &c) //+运算符重载{ hours=hours+c.hours;minutes=minutes+c.minutes;seconds=seconds+c.seconds;return Time (*this);}Time Time::operator ++( ) //前置单目运算符重载{ ++seconds;return Time (*this);}Time Time::operator ++(int) //后置单目运算符重载{ seconds++; //注意形参表中的参数 return Time (*this);}void Time::ShowTime( ){ if(seconds>=60){ seconds-=60; minutes++;}if(minutes>=60){ minutes-=60; hours++;}if(hours>=24)hours-=24;cout<<hours<<’:’<<minutes<<’:’<<seconds<<endl; }void main( ){ Time t1(2,23,45),t2(12,34,46),t3,t4;t3=t1+t2;t3.ShowTime( );t1++;t1.ShowTime( );++t4;t4.ShowTime( );}输出：14:58:3114:58:320:0:1在本例中，我们把时间自增前置“++”和后置“++”运算重载为时间类的成员函数，前置单目运算符和后置单目运算符重载的最主要的区别就在于重载函数的形参。
语法规定，前置单目运算符重载为成员函数时没有形参，而后置单日运算符重载为成员函数时需要有一个int型形参。
这个int型参数在函数体中并不使用，纯粹是用来区别前置与后置。
因此参数表中可以只给出类型名，没有参数名。
2.重载为友元函数当重载友元函数时，将没有隐含的参数this指针。
这样，对双目运算符，友元函数有2个参数，对单目运算符，友元函数有一个参数。
但是，有些运行符不能重载为友元函数，它们是：=,( ),[ ]和->。
重载为友元函数的运算符重载函数的定义格式如下：friend 类型说明符 operator 运算符(参数表){……}例8.4用友元函数代替成员函数，重编例8.2。
#include<iostream.h>class complex{public:complex( ) { real=imag=0; }complex(double r,double i) {real=r,imag=i; }friend complex operator+(const complex &c1, const complex &c2);friend complex operator-(const complex &c1,const complex &c2);friend complex operator*(const complex &c1,const complex &c2);friend complex operator/(const complex &c1,const complex &c2);friend void print(const complex &c);private:double real,imag;};complex operator+(const complex &c1,const complex &c2) { return complex(c1.real+c2.real,c1.imag+c2.imag); }complex operator-(const complex &c1,const complex &c2) { return complex(c1.real-c2.real,c1.imag-c2.imag); }complex operator *(const complex &c1,const complex &c2) { return complex(c1.real*c2.real-c1.imag*c2.imag,c1.real*c2.imag+c1.imag*c2.real);}complex operator/(const complex &c1,const complex &c2) { return complex((c1.real*c2.real+c1.imag+c2.imag)/(c2.real*c2.real+c2.imag*c2.imag),(c1.imag * c2.real -c1.real*c2.imag)/(c2.real*c2.real+c2.imag* c2.imag)); }void print(const complex &c){ if(c.imag<0)cout<<c.real<<c.imag<<'i';elsecout<<c.real<<'+'<<c.imag<<'i'; }void main( ){ complex c1(2.0,3.0),c2(4.0,-2.0),c3;c3=c1+c2;cout<<"\nc1+c2=";print(c3);c3=c1-c2;cout<<"\nc1-c2=";print(c3);c3=c1*c2;cout<<"\nc1*c2=";print(c3);c3=c1/c2;cout<<"\nc1/c2=";print(c3);c3=(c1+c2)*(c1-c2)*c2/c1;cout<<"\n(c1+c2)*(c1-c2)*c2/c1=";print(c3);cout<<endl;}注意：1、该程序的运行结果与上例相同。