(C++-面向对象程序设计-谭浩强)第12章-多态性与虚函数.doc

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1、第12章多态性与虚函数12.1多态性的概念12.2一个典型的例子12.3虚函数12.4纯虚函数与抽象类12.1多态性的概念多态性(polymorphism)是面向对象程序设计的一个重要特征。利用多态性可以设计和实现一个易于扩展的系统。在C++程序设计中，多态性是指具有不同功能的函数可以用同一个函数名，这样就可以用一个函数名调用不同内容的函数。在面向对象方法中一般是这样表述多态性的:向不同的对象发送同一个消息，不同的对象在接收时会产生不同的行为(即方法)。也就是说，每个对象可以用自己的方式去响应共同的消息。在C++

2、程序设计中，在不同的类中定义了其响应消息的方法，那么使用这些类时，不必考虑它们是什么类型，只要发布消息即可。从系统实现的角度看，多态性分为两类:静态多态性和动态多态性。以前学过的函数重载和运算符重载实现的多态性属于静态多态性，在程序编译时系统就能决定调用的是哪个函数，因此静态多态性又称编译时的多态性。静态多态性是通过函数的重载实现的(运算符重载实质上也是函数重载)。动态多态性是在程序运行过程中才动态地确定操作所针对的对象。它又称运行时的多态性。动态多态性是通过虚函数(virtualfunction)实现的。有关静

3、态多态性的应用已经介绍过了，在本章中主要介绍动态多态性和虚函数。要研究的问题是:当一个基类被继承为不同的派生类时，各派生类可以使用与基类成员相同的成员名，如果在运行时用同一个成员名调用类对象的成员，会调用哪个对象的成员？也就是说，通过继承而产生了相关的不同的派生类，与基类成员同名的成员在不同的派生类中有不同的含义。也可以说，多态性是“一个接口，多种方法”。12.2一个典型的例子下面是一个承上启下的例子。一方面它是有关继承和运算符重载内容的综合应用的例子，通过这个例子可以进一步融会贯通前面所学的内容，另一方面又是作

4、为讨论多态性的一个基础用例。例12.1先建立一个Point(点)类，包含数据成员x,y(坐标点)。以它为基类，派生出一个Circle(圆)类，增加数据成员r(半径)，再以Circle类为直接基类，派生出一个Cylinder(圆柱体)类，再增加数据成员h(高)。要求编写程序，重载运算符“<<”和“>>”，使之能用于输出以上类对象。对于一个比较大的程序，应当分成若干步骤进行。先声明基类，再声明派生类，逐级进行，分步调试。声明基类Point类可写出声明基类Point的部分如下:#include//声

5、明类PointclassPoint{public:Point(floatx=0,floaty=0);//有默认参数的构造函数voidsetPoint(float,float);//设置坐标值floatgetX()const{returnx;}//读x坐标floatgetY()const{returny;}//读y坐标friendostream&operator<<(ostream&,constPoint&);//重载运算符“<<”protected://受保护成员floatx,y;};//下面定义Point类的成

6、员函数Point::Point(floata,floatb)//Point的构造函数{x=a;y=b;}//对x,y初始化voidPoint::setPoint(floata,floatb)//设置x和y的坐标值{x=a;y=b;}//为x,y赋新值ostream&operator<<(ostream&output,constPoint&p){output<<″[″<

7、的声明。现在要对上面写的基类声明进行调试，检查它是否有错，为此要写出main函数。实际上它是一个测试程序。intmain(){Pointp(3.5,6.4);//建立Point类对象pcout<<″x=″<

8、测试程序检查了基类中各函数的功能，以及运算符重载的作用，证明程序是正确的。(2)声明派生类Circle在上面的基础上，再写出声明派生类Circle的部分：classCircle:publicPoint//circle是Point类的公用派生类{public:Circle(floatx=0,floaty=0,floatr=0);//构造函数voidsetRadius(flo