多态性与虚函数讲稿.pptx

第第6章章多态性与虚函数多态性与虚函数2本章内容本章内容p6.1 多态性的概念p6.2 虚函数p6.3 纯虚函数与抽象类3目标目标q理解多态的概念、多态性的分类；q理解静态多态性与动态多态性的区别；q理解虚函数作用；q掌握虚函数的定义与使用；q掌握虚析构函数的使用；q掌握纯虚函数与抽象类的应用。4本章内容本章内容p6.1 多态性的概念多态性的概念p6.2 虚函数p6.3 纯虚函数与抽象类6.1多态性多态性q类是对象的抽象，对象是类的实例类是对象的抽象，对象是类的实例q面向对象程序设计的三大特性面向对象程序设计的三大特性封装性封装性基础基础继承性继承性关键关键多态性多态性补充补充56.1多态性多态性（一）什么是多态？（一）什么是多态？多态是指一个事物有多种形态。多态是指一个事物有多种形态。面向对象程序设计方法中面向对象程序设计方法中多态性多态性同样的消息被不同类型的对象接收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。时导致完全不同的行为。q在在C+C+程序设计中程序设计中 多态性多态性同一个函数名调用不同内容的函数。同一个函数名调用不同内容的函数。66.1多态性多态性（二）多态的分类（二）多态的分类q从从系统实现的角度系统实现的角度，多态性分为，多态性分为静态静态多态性和多态性和动动态态多态性。多态性。1、静态多态性、静态多态性q指在程序编译时系统来决定调用的是哪个函数。q实现方式函数重载（包括运算符重载）q又称编译时的多态性76.1多态性多态性（二）多态的分类（二）多态的分类q从从系统实现的角度系统实现的角度，多态性分为静态多态性和动，多态性分为静态多态性和动态多态性。态多态性。2、动态多态性、动态多态性q指在程序运行过程中才动态确定函数的调用。q实现方式虚函数q又称运行时的多态性8例题例题q例例6.1q例例6.210本章内容本章内容p6.1多态性的概念多态性的概念p6.2 虚函数虚函数p6.3 纯虚函数与抽象类6.2虚函数虚函数6.2.2虚函数虚函数（一）定义（一）定义虚函数就是在基类中被关键字虚函数就是在基类中被关键字virtual声明，并在声明，并在派生类中重新定义的成员函数。派生类中重新定义的成员函数。（二）虚函数的作用（二）虚函数的作用 在派生类中重新定义与基类相同的函数，当通在派生类中重新定义与基类相同的函数，当通过过基类指针基类指针来访问基类和派生类对象的这个成员来访问基类和派生类对象的这个成员函数时，将在运行时来决定函数的调用。函数时，将在运行时来决定函数的调用。116.2虚函数虚函数6.2.2虚函数虚函数（三）虚函数的一般使用方法（三）虚函数的一般使用方法1 1、在基类中用、在基类中用virtualvirtual声明成员函数为虚函数。声明成员函数为虚函数。（类外定义时不必加（类外定义时不必加virtual virtual）2 2、在派生类中根据需要重新定义此函数，但要求该在派生类中根据需要重新定义此函数，但要求该函数的声明形式和基类完全相同。函数的声明形式和基类完全相同。3 3、定义一个、定义一个基类基类的指针变量。的指针变量。4 4、当基类的指针变量指向基类或派生类的对象，并当基类的指针变量指向基类或派生类的对象，并调用该函数时，调用的为当前指向的对象的函数调用该函数时，调用的为当前指向的对象的函数126.2虚函数虚函数q虚函数同函数重载虚函数同函数重载q函数重载处理的是同一层面上的同名函函数重载处理的是同一层面上的同名函数问题，是一种数问题，是一种横向横向重载重载q虚函数处理的是基类和派生类层面上的虚函数处理的是基类和派生类层面上的同名函数问题，是一种同名函数问题，是一种纵向纵向重载重载6.2.3静态关联和动态关联静态关联和动态关联q关联：确定调用函数的具体对象的过程。关联：确定调用函数的具体对象的过程。q静态关联：编译时就能确定的关联静态关联：编译时就能确定的关联q动态关联：运行时才能确定的关联动态关联：运行时才能确定的关联6.2虚函数虚函数6.2.2虚函数虚函数（四）虚函数使用注意事项（四）虚函数使用注意事项1 1、虚函数只能是类的、虚函数只能是类的成员函数成员函数，不能是静态成员，不能是静态成员函数和友元函数，也不能是普通函数。函数和友元函数，也不能是普通函数。2 2、析构函数可以是虚函数，但构造函数不能是。、析构函数可以是虚函数，但构造函数不能是。3 3、基类的虚函数无论被继承多少次，仍然为虚函、基类的虚函数无论被继承多少次，仍然为虚函数。数。156.2虚函数虚函数6.2.2虚函数虚函数（六）在什么情况下使用虚函数（六）在什么情况下使用虚函数1、成员函数所在的类会成为基类2、派生类中需要对该成员函数进行修改3、派生类中通过指针或引用调用该成员函数166.2虚函数虚函数6.2.3虚析构函数虚析构函数当派生类的对象从内存中撤销时，一般先调用派生类的析构函数，然后再调用基类的析构函数。阅读6.3程序，找出其中的问题。176.2虚函数虚函数6.2.3虚析构函数虚析构函数定义格式定义格式virtual类名（）类名（）函数体；函数体；q注意：基类定义的是虚析构函数，派生类的析构函数自动为虚析构函数。18实验九实验九q课后第课后第3题题q时间：周二三单元时间：周二三单元练习练习q练习题练习题21本章内容本章内容p6.1多态性的概念多态性的概念p6.2虚函数虚函数p6.3 纯虚函数与抽象类纯虚函数与抽象类抽象类引入抽象类引入q抽象类抽象类不象具体类那样描述一类具体事物，它是提取不象具体类那样描述一类具体事物，它是提取多种具有相似性的具体事物的共同特征而产生的多种具有相似性的具体事物的共同特征而产生的q抽象类是不能够实例化的类，它的作用就是产生子类抽象类是不能够实例化的类，它的作用就是产生子类的同时给于子类一些特定的属性和方法的同时给于子类一些特定的属性和方法.q例子：你的程序里面需要用到苹果和梨这例子：你的程序里面需要用到苹果和梨这2个类，但是个类，但是你会发现这你会发现这2个类里面有共同的属性和方法个类里面有共同的属性和方法(属性属性:都有都有核核.方法方法:都能吃都能吃.)。q建立抽象类建立抽象类“水果水果”把这些共同的东西都定义在那里把这些共同的东西都定义在那里.2个子类就只需要实现自己的东西个子类就只需要实现自己的东西(味道味道,价格价格.)q优点优点:当需要对苹果和梨做共同的修改时候，直接对当需要对苹果和梨做共同的修改时候，直接对抽象类抽象类水果水果做就可以了做就可以了抽象类引入抽象类引入q抽象类的关键是抽象方法抽象类的关键是抽象方法q设计抽象方法的原因是在于抽象类自己没有办法设计抽象方法的原因是在于抽象类自己没有办法实现这个方法，实现这个方法，或者说在抽象类这一层，我们不或者说在抽象类这一层，我们不知道如何实现这个方法，只有到了具体类才有办知道如何实现这个方法，只有到了具体类才有办法知道实现。法知道实现。q如：如：q“动物动物”这个抽象类，有一个抽象方法这个抽象类，有一个抽象方法“吃吃”，但是动物这个类是不能实现但是动物这个类是不能实现“吃这个方法的，因吃这个方法的，因为现实中没有一个纯为现实中没有一个纯“动物动物”的实例的实例6.3纯虚函数与抽象类纯虚函数与抽象类q在在C+中的类族中，为了提供一个统一的访问接中的类族中，为了提供一个统一的访问接口，往往会提供一个具有抽象意义的基类。口，往往会提供一个具有抽象意义的基类。q例如：例如：24几何图形几何图形Shape矩形矩形Rectangle圆圆Circle三角形三角形Triangle长方体长方体Box圆柱圆柱Cylinder三棱柱三棱柱T_Prism圆锥圆锥Cone6.3纯虚函数与抽象类纯虚函数与抽象类q在在C+中的类族中，为了提供一个统一的访问接中的类族中，为了提供一个统一的访问接口，往往会提供一个具有抽象意义的基类。口，往往会提供一个具有抽象意义的基类。q该抽象基类应具有的特点：该抽象基类应具有的特点：1、描述该类族所有派生类的共性成员。2、不需要建立对象，只用于派生。3、为了实现动态联编，同样需要定义虚函数。256.3纯虚函数与抽象类纯虚函数与抽象类6.3.1纯虚函数纯虚函数（一）作用（一）作用在基类中为其所有派生类提供一个公共接口，在基类中为其所有派生类提供一个公共接口，便于派生类根据需要重新定义。便于派生类根据需要重新定义。（二）定义格式（二）定义格式virtual返回类型返回类型函数名函数名(参数列表参数列表)0;（三）与虚函数的区别（三）与虚函数的区别没有函数体，且所属的类不能定义对象。没有函数体，且所属的类不能定义对象。266.3纯虚函数与抽象类纯虚函数与抽象类6.3.2抽象类与具体类抽象类与具体类q含有纯虚函数的类就称为抽象类。含有纯虚函数的类就称为抽象类。q特点特点q不能声明抽象类的对象，只能用于继承；不能声明抽象类的对象，只能用于继承；q如果抽象类的派生类中没有对纯虚函数重新定如果抽象类的派生类中没有对纯虚函数重新定义，则该类仍是抽象类。义，则该类仍是抽象类。q作用作用作为一个类族的共同基类，提供公共接口。作为一个类族的共同基类，提供公共接口。27classShapepublic:virtualfloatarea()constreturn0.0;/虚函数虚函数virtualfloatvolume()constreturn0.0;/虚函数虚函数virtualvoidshapeName()const=0;/纯虚函数纯虚函数;classPoint:publicShapepublic:Point(float=0,float=0)virtualvoidshapeName()constcoutPoint:;protected:floatx,y;/声明声明Circle类类classCircle:publicPointpublic:Circle(floatx=0,floaty=0,floatr=0):Point(x,y)radius=r;virtualfloatarea()constreturn3.14*radius*radius;virtualvoidshapeName()constcoutCircle:;protected:floatradius;classCylinder:publicCirclepublic:Cylinder(floatx=0,floaty=0,floatr=0,floath=0):Circle(a,b,r),height(h)virtualfloatarea()constreturn2*Circle:area()+2*3.14*radius*height;virtualfloatvolume()constreturnCircle:area()*height;virtualvoidshapeName()constcoutCylinder;protected:floatheight;32小结小结q理解多态的概念、多态性的分类；q理解静态多态性与动态多态性的区别；q理解虚函数作用；q掌握虚函数的定义与使用；q掌握虚析构函数的使用；q掌握纯虚函数与抽象类的应用。33实验十实验十q实验题目：多态性和虚函数（二）实验题目：多态性和虚函数（二）q实验内容：实验内容：p219，第，第5题题q实验时间：周五第实验时间：周五第3单元单元