第九章虚函数与多态

虚函数与多态性

多态性：是指一个名字，多种语义；或界面相同，多种实现。
重载函数是多态性的一种简单形式。
虚函数允许函数调用与函数体的联系在运行时才进行，称为动态联编。

虚函数和动态联编

冠以关键字 virtual 的成员函数称为虚函数
实现运行时多态的关键首先是要说明虚函数，另外，必须用
基类指针调用派生类的不同实现版本

虚函数和基类指针
基类指针虽然获取派生类对象地址，却只能访问派生类从基类继承的成员

#include<iostream>
using namespace std ;
class  Base
{ public :       Base(char xx)  { x = xx; }
                      void who()  { cout << "Base class: " << x << "\n" ; }
   protected:    char x;
} ;
class  First_d : public  Base
{ public :       First_d(char xx, char yy):Base(xx)  { y = yy; }
                      void who()  { cout << "First derived class: "<< x << ", " << y << "\n" ; }
   protected:    char y;
} ;

题型

#include<iostream>
using namespace std ;
class  Base
{ public :       Base(char xx)  { x = xx; }
                      virtual void who()  { cout << "Base class: " << x << "\n" ; }
   protected:    char x;
} ;
class  First_d : public  Base
{ public :       First_d(char xx, char yy):Base(xx)  { y = yy; }
                      void who()  { cout << "First derived class: "<< x << ", " << y << "\n" ; }
   protected:    char y;
} ;
class  Second_d : public  First_d
{ public :
      Second_d( char xx, char yy, char zz ) : First_d( xx, yy ) { z = zz; } 
      void who()  { cout<<"Second derived class: "<<x<<", "<<y<<", "<<z<<"\n" ; }
  protected:    char z;
} ;
int main()
{ Base  B_obj( 'A' ) ;   First_d F_obj( 'T', 'O' ) ;  Second_d S_obj( 'E', 'N', 'D' ) ;
   Base  * p ;
   p = & B_obj ;    p -> who() ;
   p = &F_obj ;     p -> who() ;
   p = &S_obj ;     p -> who() ;
}

注意：

1. 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
2.虚函数必须是类的成员函数
3.不能将友元说明为虚函数，但虚函数可以是另一个类的友元
4.析构函数可以是虚函数，但构造函数不能是虚函数

虚函数的重载特性

在派生类中重载基类的虚函数要求函数名、返回类型、参数个数、
参数类型和顺序完全相同
如果仅仅返回类型不同，C++认为是错误重载
如果函数原型不同，仅函数名相同，丢失虚特性

class  base
{ public : 
      virtual  void  vf1 ( ) ;
      virtual  void  vf2 ( ) ;
      virtual  void  vf3 ( ) ;
      void  f ( ) ;
 } ;
class  derived : public  base
{ public : 
      void  vf1 ( ) ;		// 虚函数
      void  vf2 ( int ) ;	// 重载，参数不同，虚特性丢失
      char  vf3 ( ) ;		// error，仅返回类型不同
      void f ( ) ;		// 非虚函数重载
 } ;
void  g ( ) 
{ derived   d ;
   base  * bp = & d ;        // 基类指针指向派生类对象
   bp -> vf1 ( ) ;	        // 调用 deriver :: vf1 ( )
   bp -> vf2 ( ) ;	        // 调用 base :: vf2 ( )
   bp -> f ( ) ;	        // 调用 base :: f ( )
}

虚析构函数

构造函数不能是虚函数。建立一个派生类对象时，必须从类层次的根开始，沿着继承路径逐个调用基类的构造函数
析构函数可以是虚的。虚析构函数用于指引 delete 运算符正确析构动态对象

说明：

1.派生类应该从它的基类公有派生。？
2.必须首先在基类中定义虚函数。
3.派生类对基类中声明虚函数重新定义时，关键字virtual可以不写。
4.一般通过基类指针访问虚函数时才能体现多态性。
5.一个虚函数无论被继承多少次，保持其虚函数特性。
6.虚函数必须是其所在类的成员函数，而不能是友元函数，也不能是静态函数。
7.构造函数、内联成员函数、静态成员函数不能是虚函数。
（虚函数不能以内联的方式进行处理）
8.析构函数可以是虚函数，通常声明为虚函数。
.成员函数调用虚函数（采用动态联编）

#include <iostream.h>
class A
{  public:
  virtual double funA(double x)
  { cout<<"funA of class A called."<<endl;
      return x*x;  }
  double funB(double x)
   {   return funA(x)/2;   }
};
class B:public A
{   public:
    virtual double funA(double x)
  {  cout<<"funA of class B called."<<endl;
      return 2*x*x;  }
}; 
class C:public B
{   public:
  virtual double funA(double x)
 {  cout<<"funA of class C called."<<endl;
      return 3*x*x;
   }
};
void main()
{
     C objc;
     cout<<objc.funB(3)<<endl;
     B objb;
     cout<<objb.funB(3)<<endl;
}

纯虚函数和抽象类

纯虚函数的作用:

a.纯虚函数是一种特殊的虚函数，

b.在许多情况下，在基类中不能对虚函数给出有意义的实现，而把它声明为纯虚函数，它的实现留给该基类的派生类去做

*纯虚函数是一个在基类中说明的虚函数，在基类中没有定义，要求任何派生类都定义自己的版本
纯虚函数为各派生类提供一个公共界面
纯虚函数说明形式：
virtual 类型函数名（参数表）= 0 ;
一个具有纯虚函数的基类称为抽象类。

class  point { /*……*/ } ;
class  shape ；		 // 抽象类
{ point  center ;
      ……
  public :
  point  where ( ) { return  center ; }
  void  move ( point p ) {center = p ; draw ( ) ; }
  virtual  void  rotate ( int ) = 0 ; 		// 纯虚函数
  virtual  void  draw ( ) = 0 ;			// 纯虚函数
} ;

shape x ;   // error，抽象类不能建立对象
shape *p ;  // ok，可以声明抽象类的指针
shape f ( ) ;  // error, 抽象类不能作为函数返回类型
void g ( shape ) ;  // error, 抽象类不能作为传值参数类型
shape & h ( shape &) ; // ok，可以声明抽象类的引用

第九章 虚函数与多态

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