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C++语言笔记系列之十八——虚函数(1)
(1)多态性:同一个函数的调用能够进行不同的操作,函数重载是实现多态的一种手段。
(2)联编:在编译阶段进行联接。即是在编译阶段将一个函数的调用点和函数的定义点联接起来。
A.静态联编:在编译阶段就完毕的函数联编——函数重载。
B.动态联编:在程序的执行阶段由系统自己主动选择详细的函数——虚函数。
注:C++的多态主要指的就是动态联编。
2.虚函数
(1)虚函数是在函数的定义时将其声明为虚函数就可以。
(2)说明:virtual 数据类型 函数名(參数表) {函数体}
A.目的:当通过基类指针调用虚函数时,系统进行动态联编。
B.在派生类中定义了和基类名称同样、參数个数同样、參数类型同样、返回值类型同样的函数时。若基类中的同名成员函数是虚函数,派生类的同名成员函数将自己主动被虚化。
C.通过对象訪问虚函数时採用静态联编。
动态联编仅仅可以通过指向对象的指针和对象的引用来完毕。
3.样例
example 1
#include <iostream.h>
class Point(
{
private:
float x, y;
public:
void setpoint(float i, float j)
{
x = i; y = j;
}
float area() {return 0.0;}//等价于:float area()=0;
};
const float PI=3.1416;
class Circle:pulic Point
{
private:
float rad;
public:
void setrad(float r) {rad = r;}
float area() {return PI*rad*rad;}
};
int main()
{
Point p;
Circle c;
float a = p.area();
cout<<a<<endl;
c.setrad(2.5);
a = c.area();
cout<<a<<endl;
}
分析:
float a=p.area()调用的是Point类的area函数:p是基类Point的对象;对象调用函数时採用静态联编;Point类的对象调用area,area一定是Point类的area;a=c.area()调用的是Circle类的area函数,由于就近原则。
改动main函数:
int main()
{
Point *p;
Circle c;
float a;
c.setrad(2.5);
p = &c;
a = p->area();//该函数属于静态联编
cout<<a<<endl;
}
程序输出:
0.0
分析:虽然基类指针指向了派生类对象,但仅仅可以通过基类的指针引用派生类对象从基类继承过去的成员。假设要想基类指针可以指向派生类的成员,那么就要使用虚函数,从而实现动态联编。
4.四种静态联编
(1)基类指针指向基类对象,採用静态联编调用基类成员。
(2)派生类的指针指向派生类的对象採用静态联编,调用派生类成员。若派生类没有的成员。调用基类的该成员。
(3)基类指针指向派生类对象,採用静态联编,调用基类成员。
(4)对象引用成员一定是静态联编。基类对象引用基类成员,派生类对象引用派生类成员,若派生类没有则能够引用基类成员。
注:派生类指针不可指向基类,引用也不能够。
5.动态联编
(1)条件:基类的同名函数被声明为虚函数。基类指针指向派生类对象。
(2)作用:使用动态联编。使得一个基类指针能够訪问多个派生类的成员函数,动态联编仅仅能通过指针或引用来实现(前提是虚函数机制)。
example 2
#include <iostream.h>
class Point
{
public:
virtual double area() {return 0.0;}
};
class Rectangle:public Point
{
double length, width;
public:
Rectangle(double l, double w):length(l), width(w) {}
double area() {return length*width;}
};
class Circle:public Point
{
double radium;
public:
Circle(double r) {radium = r;}
double area() {return 3.1416*radium*radium;}
};
class Triangle:public Point
{
double x, y, z;
public:
Triangle(double a, double b, double c)
{x = a; y = b; z = c;}
double area() {return (x+y+z)*0.5;}
};
int main()
{
Point *p;
Rectangle r(5.0, 2.0);
Circle c(6.0);
Triangle t(3.0, 4.0, 5.0);
p = &r;
cout<<p->area()<<endl;
p = &c;
cout<<p->area()<<endl;
p = &t;
cout<<p->area()<<endl;
}
程序输出:
10
113.098
6
注:基类的虚函数也能够被调用。调用方法:加类的作用域(强制採用静态联编)。
演示样例:
p = &r;
p->area();//调用Rectangle类的area函数
p->Point::area();//强制採用静态联编,调用Point类作用下的area函数
6.虚函数的訪问权限
(1)派生类中的虚函数不影响动态联编,基类的虚函数是保证动态联编的必要条件。
(2)一个类中的虚函数仅仅对派生类重定义的函数有影响,对它的基类成员无影响。
example 3
#include <iostream.h>
class A
{
public:
virtual void fun1()
{cout<<"fun1()...fun2()"<<endl; fun2();}
void fun2()
{cout<<"fun2()...fun3()"<<endl; fun3();}
virtual void fun3()
{cout<<"fun3()...fun4()"<<endl; fun4();}
virtual void fun4()
{cout<<"fun4()...fun5()"<<endl; fun5();}
void fun5() {cout<<"The end."<<endl;}
};
class B:public A
{
void fun3()
{cout<<"fun3...fun4"<<endl; fun4();}
void fun4()
{cout<<"fun4...fun5"<<endl; fun5();}
void fun5()
{cout<<"All done."<<endl;}
};
int main()
{
A *thing;
thing = new A;
thing->fun1();
thing = new B;
thing->fun1();
}
程序输出:
fun1()...fun2()
fun2()...fun3()
fun3()...fun4()
fun4()...fun5()
The end.
fun1()...fun2()
fun2()...fun3()
fun3...fun4
fun4...fun5
All done.
7.若基类和派生类中的同名函数參数个数不同。參数类型不同,基类中的成员函数虽然是虚函数。但将丢失虚特性——採用静态联编。
基类和派生类中的同名成员函数,若出现基类中的同名成员函数非虚,派生类中同名成员函数是虚函数。那么也将採用静态联编。
example 4
#include <iostream.h>
class Base
{
public:
virtual void fun1() {cout<<"Base fun1."<<endl;}
virtual void fun2() {cout<<"Base fun2."<<endl;}
void fun3() {cout<<"Base fun3."<<endl;}
void fun4() {cout<<"Base fun4."<<endl;}
};
class Device:public Base
{
public:
virtual void fun1()
{cout<<"Device fun1."<<endl;}
virtual void fun2()
{cout<<"Device fun2."<<endl;}
virtual void fun3()
{cout<<"Device fun3."<<endl;}
virtual void fun4()
{cout<<"Device fun4."<<endl;}
};
int main()
{
Base *pb;
Device d;
pb = &d;
pb->fun1();
pb->fun2();
pb->fun3();
pb->fun4();
}
程序输出:
Device fun1.
Device fun2.
Base fun3.
Base fun4.
C++语言笔记系列之十八——虚函数(1)