虚函数与多态性

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虚函数的声明
• 虚函数是一个在某基类中声明为virtual并 在一个或多个派生类中被重新定义的成 员函数。声明虚函数的格式如下：
virtual <返回值类型> <函数名>(<参数表>);
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虚函数的使用
• 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数在派生类中可能有不 同的函数实现。
可以语 义无关
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动态联编
• 只有在运行程序时才能确定将要调用的 函数。这种在运行阶段进行的联编称为 动态联编。
• 动态联编的优点是提供了更好的编程灵 活性、问题抽象性和程序易维护性，缺 点是与静态联编相比，函数调用速度慢。
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虚函数
• 虚函数是动态联编的基础。 • 虚函数是非静态的成员函数，经过派生
之后，虚函数在类族中可以实现运行时 的多态性。
• 5.构造函数不能是虚函数。 • 6.析构函数可以为虚函数，此时虚析构函
数的名字为“~类型名”。以实现其“多 态”地撤消不同类对象。
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• 7.虚函数的“虚拟性”可以“继承”。即 基类写了关键字 virtual 后，派生类的同 名、同参数、同类型函数也是虚函数， 可以不写 virtual 。多层继承时，如中间 类不写虚函数，其后的派生类需要时重 新定义即可。即不会出现虚拟继承的传 递路径中断。
• }//也表现了一个函数show()多种形态。
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虚函数的语法总结说明
• 1.虚函数的返回类型、名字、参数必 须完全系统。
• 2.只有类的成员函数才能是虚函数。 这样才能与具体对象相联结，以实 现不同类对象的同一函数的“多 态”。
• 3.静态成员函数不能说明为虚函数。
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• 4.虚函数不能是内联的。因为它实现了动 态联编。假如在类内进行了定义，也认 为它是非内联的。
• 当使用对象指针或对象引用调用虚函数时， 采用动态联编方式，即在运行时进行关联或 绑定。
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例1
• class employee{//... • public:
• virtual whoami(){//…}
• //..}; • class manager:public employee{//... • public:
虚函数与多态性
本章主要内容
• 多态性的概念和多态类型 • 联编 • 虚函数 • 抽象类 • 运算符重载
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多态性的概念
• 多态性是指具有相似功能的不同函数使用同一 个名称来实现，从而可以使用相同的调用方式 来调用这些具有不同功能的同名函数的特性。
• C++的多态性是指对同一条消息，被不同类型 的对象接收将产生不同的行为。
• 用面向对象的术语讲，就是把一条消息和一个对 象的方法相结合的过程。
• 按照联编进行的阶段的不同，可以分为静态联编 和动态联编，这两种联编过程分别对应着多段完成的联编称为静态联编。 • 在编译过程中，编译系统可以根据类型匹配等
特征来确定程序中调用操作与执行某个同名函 数实现之间的关系，即确定某一个同名函数到 底是要调用哪一段函数实现代码。 • 函数重载和运算符重载就是通过静态联编方式 实现的编译时的多态的体现。 • 静态联编的优点是函数调用速度快、效率较高， 缺点是编程不够灵活。
的whoami()函数。而不只是基类对象。 •}
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上述例子实现了一个 whoami() 函 数有三种行为，即多态 。
• 这是关于多态性的语法方面的分析 理解。
• 为了进一步形象地理解多态，见下 例：
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例2
• class A{public:virtual void show() • {cout<<“class A show() is called”<<endl;} • }; • class B:public A • {public: void show() • {cout<<“class B show() is called”<<endl;} • };
• 12.虚函数的存取决定于首次定义它的基类中该 函数是公有还是私有。如果是公有，派生类中 仍然是公有；如果是私有，派生类中仍然是私 有。
• 13.注意虚函数与重载函数的区别。见下页
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虚函数与重载函数区别
重载函 数
虚函数
返回值 不同 同
参数 不同
同
名字 同
同
联接 静态 动态
适用范 围
任意
语义相关 性
• virtual whoami(){//…}
• //..};
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接上例
• class manager :public manager{//... • public:
• virtual whoami(){//…}
• //..};
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接上例
• void main() • {employee *emp[3]; • emp[0]=new employee; • emp[1]=new manager; • emp[2]=new director; • for(I=0;I<3;I++) • emp[i]->whoami();//分别打印三种不同对象
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接上例
• void main(){
•
A demo1,*p;
•
B demo2;
同一样的语句，有不同 的行为
•
p=&demo1;
•
p->show();//显示“class A show() is called”
•
p=&demo2;
•
p->show();//显示”class B show() is called”
• 8.注意虚函数与虚基类的区别。
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• 9.虚函数实现多态，只能通过指针或引用 进行。因为只有这样，才能实现动态联 编。
• 10.多态可简单地理解为：同一名字多种 含义。如：
BASKETBALL
PLAY
FOOTBALL
PINGPONGBALL
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• 11.派生类内可以调用基类的虚函数。但为了保 持不破坏多态，一般不提倡这样做。
• 多态性是实现“一种接口，多种方法”的技术。 这里的“一种接口”是指相同函数名，而“多 种方法”是指多种函数实现。
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联编
• 多态性的实现过程中，确定调用哪个同名函数的 过程就是联编（binding），又称绑定。
• 联编是指计算机程序自身彼此关联的过程，也就 是把一个标识符名和一个存储地址联系在一起的 过程。