一、基础知识
1、多态性的基本概念
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
2动态联编
(1)虚函数和基类指针
写有关键字virtual的成员函数称为虚函数,实现运行多态的关键是要说明虚函数,另外必须用基类指针调用派生类的不同实现版本。
例1:
#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;
} ;
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() ;
F_obj.who() ;
( ( Second_d * ) p ) -> who() ;
}
只能访问基类继承来的数据成员,如果想访问派生类新增成员,可以把基类中的who改为虚函数,即在前面加virtual
注意:
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
虚函数必须是类的成员函数
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
析构函数可以是虚函数,但构造函数不行
(2)虚函数的重载特性
(3)、虚析构函数
构造函数不能是虚函数,析构函数可以,作用是指引delete运算符正确析构动态对象。
#include<iostream>
using namespace std ;
class A
{ public:
~A(){ cout << "A::~A() is called.\n" ; }
} ;
class B : public A
{ public:
~B(){ cout << "B::~B() is called.\n" ; }
} ;
int main() {
A *Ap = new B ;
B *Bp2 = new B ;
cout << "delete first object:\n" ;
delete Ap;
cout << "delete second object:\n" ;
delete Bp2 ;
}
这是普通析构函数,删除Ap时只能调用基类析构函数,应该在基类析构函数前加virtual析构
(4)注意:
必须首先在基类中定义虚函数。
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。
一般通过基类指针访问虚函数时才能体现多态性。
一个虚函数无论被继承多少次,保持其虚函数特性。
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。
构造函数、内联成员函数、静态成员函数不能是虚函数。
例3:
#include <iostream>
using namespace std;
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;
}
};
int main()
{
C objc;
cout<<objc.funB(3)<<endl;
B objb;
cout<<objb.funB(3)<<endl;
}
运行结果为13.5和9,在用virtual限定funA后,就成为了虚函数,实现了覆盖,调用的是派生类的结果
例4:
#include <iostream>
#include<string>
using namespace std;
class Animal
{
string name;
public:
Animal(string a_name):name(a_name){}
virtual void show(){}
void show_name()
{
cout<< "The name is "<<name<<"."<<endl;
}
};
class Cat :public Animal
{
string kind;
public:
Cat(string a_name,string a_kind):Animal(a_name),kind(a_kind)
{}
void show();
};
void Cat::show()
{
show_name();
cout<<" It's a "<<kind<<endl;
}
class Dog:public Animal
{
string kind;
public:
Dog(string a_name,string a_kind):Animal(a_name),kind(a_kind)
{}
void show();
};
void Dog::show()
{
show_name();
cout<<" It's a "<<kind<<endl;
}
class Tiger:public Cat
{
public:
Tiger(string a_name,string a_kind):Cat(a_name,a_kind)
{}
};
int main()
{
Animal *p;
Cat cat("Tom","cat");
Dog dog("Jerry","Dog");
Tiger tiger("DuDu","Tiger");
p=&cat;
p->show();
p=&dog;
p->show();
p=&tiger;
p->show();
return 0;
}
show为虚函数,在派生类中实现了覆盖,主函数通过基类指针访问对象成员,调用的是对应派生类的show函数
3、纯虚函数和抽象类
不对虚函数做定义,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,这是纯虚函数的作用
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。
例5:
#include<iostream>
using namespace std ;
class figure
{ protected : double x,y;
public: void set_dim(double i, double j=0) { x = i ; y = j ; }
virtual void show_area() = 0 ;
};
class triangle : public figure
{ public :
void show_area()
{ cout<<"Triangle with high "<<x<<" and base "<<y <<" has an area of "<<x*0.5*y<<"\n"; }
};
class square : public figure
{ public:
void show_area()
{ cout<<"Square with dimension "<<x<<"*"<<y <<" has an area of "<<x*y<<"\n"; }
};
class circle : public figure
{ public:
void show_area()
{ cout<<"Circle with radius "<<x;
cout<<" has an area of "<<3.14*x*x<<"\n";
}
};
int main()
{ triangle t ;
square s ; circle c;
t.set_dim(10.0,5.0) ;
t.show_area();
s.set_dim(10.0,5.0) ;
s.show_area() ;
c.set_dim(9.0) ;
c.show_area() ;
}
在基类中定义了纯虚函数,后面三个派生类里每一个都做出了自己的定义
二、心得:
通过学习,我学会了直接利用基类指针访问同名成员的方式,但是必须要配合虚函数才能实现覆盖,达到多态性的目的。这一方面的应用的话,主要可以用在继承中同名成员的访问,比如图书管理系统的登录就可以用到这种方式,定义继承之后,直接在主函数中调用基类指针去访问管理和用户的同名登录函数,这一部分我还不是特别理解和掌握,这个登录我正在努力尝试去做,相信能够利用好这方面的知识。