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1、第八章 多态性,C+语言程序设计,本章主要内容,多态性 运算符重载 虚函数 纯虚函数 抽象类,多态性的概念,多态性是面向对象程序设计的重要特征之一。 多态性是指发出同样的消息被不同类型的对象接收时有可能导致完全不同的行为。 继承和多态的关系。 多态的类型：重载多态、包含多态、强制多态和参数多态。 多态的实现 编译时的多态（静态绑定），如函数重载、运算符重载等 运行时的多态（动态绑定），如虚函数,问题举例复数的运算,class complex private: double real; double imag; public: complex(double r=0.0,double i=0.0)
2、 real=r; imag=i; void display(); ;,运算符重载,问题举例复数的运算,如果不作任何编程，用“+”、“-”能够实现复数的加减运算吗？ 实现复数加减运算的方法 重载“+”、“-”运算符,运算符重载,运算符重载的实质,运算符重载是对已有的运算符赋予多重含义。 必要性 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 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。 编译系统对重载运算符的选择，遵循函数重载的选择原则。,运算符重载,规则和限制,可以重载C+中除下列运算符外的所有运算符： . .*
3、 : sizeof ?: 只能重载C+语言中已有的运算符，不可臆造新的。 运算符重载并不改变原运算符的优先级和结合性。 运算符重载不改变操作数个数。 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。,运算符重载,运算符重载的两种形式(*),重载为类的成员函数。 重载为友元函数。,运算符重载,运算符重载为成员函数(*),声明形式 函数类型 operator 运算符（形参表） 一般来说，运算重载为类的成员函数时,参数个数=原操作数个数减1。（后置+、-除外）,运算符重载,运算符成员函数的设计(1),双目运算符 B 如果要把 B重载为类的成员函数，使之能够实现表达式 oprd1 B oprd2
4、，其中 oprd1 为A 类对象，则 B 应被重载为 A 类的成员函数，形参类型应该是 oprd2 所属的类型。 经重载后，表达式 oprd1 B oprd2 相当于 oprd1.operator B(oprd2),运算符重载,例8.1,将“+”、“-”运算重载为复数类的成员函数。 规则: 实部和虚部分别相加减。 操作数: 两个操作数都是复数类的对象。,运算符重载,#include class complex private: double real; double imag; public: complex(double r=0.0,doublei=0.0) real=r;imag=i; c
5、omplex operator + (complex c2); complex operator - (complex c2); void display(); ;,complex complex:operator +(complex c2) complex c; c.real=c2.real+real; c.imag=c2.imag+imag; return c; ,complex complex:operator -(complex c2) complex c; c.real=real-c2.real; c.imag=imag-c2.imag; return c; ,void comple
6、x:display() cout“(“real“,“imag“)“endl; void main() complex c1(5,4),c2(2,10),c3; cout“c1=“; c1.display(); cout“c2=“; c2.display(); c3=c1-c2; cout“c3=c1-c2=“; c3.display(); c3=c1+c2; cout“c3=c1+c2=“; c3.display(); ,程序输出的结果为： c1=(5,4) c2=(2,10) c3=c1-c2=(3,-6) c3=c1+c2=(7,14) 该程序的引伸,运算符成员函数的设计(2),前置单目运
7、算符 U 如果要把 U重载为类成员函数，使之能够实现表达式 U oprd，其中 oprd 为A类对象，则 U 应被重载为 A 类的成员函数，无形参。 经重载后， 表达式 U oprd 相当于 oprd.operator U(),运算符重载,运算符成员函数的设计(3),后置单目运算符 +和- 如果要把+或-重载为类成员函数，使之能够实现表达式 oprd+ 或 oprd- ，其中 oprd 为A类对象，则 +或- 应被重载为 A 类的成员函数，且具有一个 int 类型形参。 经重载后，表达式 oprd+ 相当于 oprd.operator +(0),运算符重载,例8.2,运算符前置+和后置+重载为
8、时钟类的成员函数。 前置单目运算符，重载函数没有形参，对于后置单目运算符，重载函数需要有一个整型形参。 操作数是时钟类的对象。 实现时间增加1秒钟。,运算符重载,/8_2.cpp #include class Clock public: Clock(int NewH=0, int NewM=0, int NewS=0); void ShowTime(); Clock,Clock ,21,Clock Clock:operator +(int) Clock old=*this; +(*this); return old; ,22,void main() Clock myClock(23,59,59
9、); cout“First time output:“; myClock.ShowTime(); cout“Show myClock+:“; (myClock+).ShowTime(); cout“Show +myClock:“; (+myClock).ShowTime(); ,23,程序运行结果为： First time output: 23:59:59 Show myClock+: 23:59:59 Show +myClock: 0:0:1,24,例程分析,main(),operator+（int）,myclock,this,Old,运算符重载为友元函数(*),可以将运算符重载为该类的友元
10、函数，这样它可以自由访问该类的任何数据成员。 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。 函数的形参代表依自左至右次序排列的各操作数。 后置单目运算符 +和-的重载函数，形参列表中要增加一个int，但不必写形参名。,运算符重载,运算符友元函数的设计(1),双目运算符 B重载后， 表达式oprd1 B oprd2 等同于operator B(oprd1,oprd2 ) 前置单目运算符 B重载后， 表达式 B oprd 等同于operator B(oprd ) 后置单目运算符 +和-重载后， 表达式 oprd B 等同于operator B(oprd,0 ),运
11、算符重载,例8-3,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。,运算符重载,#include class complex private: double real; double imag; public: complex(double r=0.0,double i=0.0) real=r; imag=i; friend complex operator + (complex c1,complex c2); friend complex operator - (complex c1,complex c2); void display(); ;,complex ope
12、rator +(complex c1,complex c2) return complex(c2.real+c1.real, c2.imag+c1.imag); complex operator -(complex c1,complex c2) return complex(c1.real-c2.real, c1.imag-c2.imag); 其他运算符的重载,静态绑定与动态绑定,绑定（联编） 程序自身彼此关联的过程，确定程序中的操作调用与执行该操作的代码间的关系。 静态绑定（静态联编） 绑定工作出现在编译阶段，用对象名或者类名来限定要调用的函数。 动态绑定（动态联编） 绑定工作在程序运行时执
13、行，在程序运行时才确定将要调用的函数。,静态联编实例,#include class B0 public: void display()cout“B0:display()“endl; ;,class B1: public B0 public: void display()coutdisplay(); ,void main() B0 b0; B1 b1; D1 d1; B0 *p; p= ,运行结果： B0:display() B0:display() B0:display(),虚函数(*),虚函数是实现动态联编的重要方式。 虚函数是非静态的成员函数。 在类的声明中，在函数原型之前写virtual
14、，virtual 只用来说明类声明中的原型，不能用在函数实现时。 虚函数具有继承性，基类中若声明了虚函数，派生类中无论是否说明，同样原型的同名函数都自动成为虚函数。 本质：不是重载声明而是覆盖。 运行时多态的条件（*） 类之间满足类型兼容原则 声明虚函数 由成员函数调用或者通过指针、引用访问虚函数,虚 函 数,例 8.4,#include class B0 public: virtual void display() cout“B0:display()“endl; ; class B1: public B0 public: void display() cout“B1:display()“en
15、dl; ; class D1: public B1 public: void display() cout“D1:display()“endl; ;,虚 函 数,void fun(B0 *ptr) ptr-display(); void main() B0 b0, *p; B1 b1; D1 d1; p= ,运行结果： B0:display() B1:display() D1:display(),编写虚函数的条件,#include class Point public: Point(double i, double j) x=i; y=j; double Area() const return
16、 0.0; private: double x, y; ; class Rectangle:public Point public: Rectangle(double i, double j, double k, double l); double Area() const return w*h; private: double w,h; ;,Rectangle:Rectangle(double i, double j, double k, double l) :Point(i,j) w=k; h=l; void fun(Point s) cout“Area=“s.Area()endl; void main()
