1、第八章 多態(tài)性本章主要內(nèi)容多態(tài)性運算符重載虛函數(shù)純虛函數(shù)抽象類多態(tài)性的概念多態(tài)性是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的重要特征之一。多態(tài)性是指發(fā)出同樣的消息被不同類型的對象接收時有可能導(dǎo)致完全不同的行為。多態(tài)的實現(xiàn)：函數(shù)重載運算符重載虛函數(shù)問題舉例復(fù)數(shù)的運算class complex/復(fù)數(shù)類聲明public:complex(double r=0.0,double i=0.0) /構(gòu)造函數(shù) real=r; imag=i; void display();/顯示復(fù)數(shù)的值private:double real;double imag;運算符重載問題舉例復(fù)數(shù)的運算用“+”、“-”能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)數(shù)的加減運算嗎？實現(xiàn)復(fù)數(shù)加減運算

2、的方法 重載“+”、“-”運算符運算符重載運算符重載的實質(zhì)運算符重載是對已有的運算符賦予多重含義必要性C+中預(yù)定義的運算符其運算對象只能是基本數(shù)據(jù)類型，而不適用于用戶自定義類型（如類）實現(xiàn)機制將指定的運算表達式轉(zhuǎn)化為對運算符函數(shù)的調(diào)用，運算對象轉(zhuǎn)化為運算符函數(shù)的實參。編譯系統(tǒng)對重載運算符的選擇，遵循函數(shù)重載的選擇原則。運算符重載運算符重載規(guī)則和限制可以重載C+中除下列運算符外的所有運算符：. : ?:只能重載C+語言中已有的運算符，不可臆造新的。不改變原運算符的優(yōu)先級和結(jié)合性。不能改變操作數(shù)個數(shù)。經(jīng)重載的運算符，其操作數(shù)中至少應(yīng)該有一個是自定義類型。兩種形式重載為類成員函數(shù)。重載為友元函數(shù)。運

3、算符重載運算符函數(shù)聲明形式函數(shù)類型 operator 運算符（形參） .重載為類成員函數(shù)時 參數(shù)個數(shù)=原操作數(shù)個數(shù)-1（后置+、-除外）重載為友元函數(shù)時 參數(shù)個數(shù)=原操作數(shù)個數(shù)，且至少應(yīng)該有一個自定義類型的形參。運算符重載運算符成員函數(shù)的設(shè)計雙目運算符 B如果要重載 B 為類成員函數(shù)，使之能夠?qū)崿F(xiàn)表達式 oprd1 B oprd2，其中 oprd1 為A 類對象，則 B 應(yīng)被重載為 A 類的成員函數(shù)，形參類型應(yīng)該是 oprd2 所屬的類型。經(jīng)重載后，表達式 oprd1 B oprd2 相當(dāng)于 oprd1.operator B(oprd2)運算符重載運算符重載 例 8.1 將“+”、“-”運算重

4、載為復(fù)數(shù)類的成員函數(shù)。 規(guī)則:實部和虛部分別相加減。 操作數(shù):兩個操作數(shù)都是復(fù)數(shù)類的對象。#includeusing namespace std;class complex/復(fù)數(shù)類聲明 public:/外部接口complex(double r=0.0,double i=0.0)real=r;imag=i; /構(gòu)造函數(shù)complex operator + (complex c2); /+重載為成員函數(shù)complex operator - (complex c2); /-重載為成員函數(shù)void display();/輸出復(fù)數(shù)private:/私有數(shù)據(jù)成員double real;/復(fù)數(shù)實部doubl

5、e imag;/復(fù)數(shù)虛部;12 例 8.1complex complex:operator +(complex c2) /重載函數(shù)實現(xiàn)complex c;c.real=c2.real+real;c.imag=c2.imag+imag;return complex(c.real,c.imag);13 例 8.1complex complex:operator -(complex c2) /重載函數(shù)實現(xiàn)complex c;c.real=real-c2.real;c.imag=imag-c2.imag;return complex(c.real,c.imag);14 例 8.1void comple

6、x:display() cout(real,imag)endl; int main() /主函數(shù)complex c1(5,4),c2(2,10),c3; /聲明復(fù)數(shù)類的對象coutc1=; c1.display();coutc2=; c2.display();c3=c1-c2;/使用重載運算符完成復(fù)數(shù)減法coutc3=c1-c2=;c3.display();c3=c1+c2;/使用重載運算符完成復(fù)數(shù)加法coutc3=c1+c2=;c3.display();15 例 8.1程序輸出的結(jié)果為：c1=(5,4)c2=(2,10)c3=c1-c2=(3,-6)c3=c1+c2=(7,14)16 例 8

7、.1運算符成員函數(shù)的設(shè)計前置單目運算符 U如果要重載 U 為類成員函數(shù)，使之能夠?qū)崿F(xiàn)表達式 U oprd，其中 oprd 為A類對象，則 U 應(yīng)被重載為 A 類的成員函數(shù)，無形參。經(jīng)重載后，表達式 U oprd 相當(dāng)于 oprd.operator U()運算符重載運算符成員函數(shù)的設(shè)計后置單目運算符 +和-如果要重載 +或-為類成員函數(shù)，使之能夠?qū)崿F(xiàn)表達式 oprd+ 或 oprd- ，其中 oprd 為A類對象，則 +或- 應(yīng)被重載為 A 類的成員函數(shù)，且具有一個 int 類型形參。經(jīng)重載后，表達式 oprd+ 相當(dāng)于 oprd.operator +(0)運算符重載 例8.2運算符前置+和后置

8、+重載為時鐘類的成員函數(shù)。前置單目運算符，重載函數(shù)沒有形參，對于后置單目運算符，重載函數(shù)需要有一個整型形參。操作數(shù)是時鐘類的對象。實現(xiàn)時間增加1秒鐘。運算符重載/8_2.cpp#includeusing namespace std;class Clock/時鐘類聲明 public:/外部接口 Clock(int NewH=0, int NewM=0, int NewS=0); void ShowTime(); Clock& operator +(); /前置單目運算符重載 Clock operator +(int); /后置單目運算符重載 private:/私有數(shù)據(jù)成員 int Hour,Mi

9、nute,Second;20 例8.2Clock& Clock:operator +()/前置單目運算符重載函數(shù)Second+;if(Second=60) Second=Second-60; Minute+; if(Minute=60) Minute=Minute-60; Hour+; Hour=Hour%24; return *this; /this為本類對象指針21 例8.2/后置單目運算符重載Clock Clock:operator +(int)/注意形參表中的整型參數(shù) Clock old=*this; +(*this); return old;22 例8.2/其它成員函數(shù)的實現(xiàn)略int

10、 main()Clock myClock(23,59,59);coutFirst time output:;myClock.ShowTime(); coutShow myClock+:; (myClock+).ShowTime(); coutShow +myClock:;(+myClock).ShowTime();23 例8.2程序運行結(jié)果為：First time output: 23:59:59Show myClock+: 23:59:59Show +myClock: 0:0:124 例8.2運算符友元函數(shù)的設(shè)計如果需要重載一個運算符，使之能夠用于操作某類對象的私有成員，可以此將運算符重載為

11、該類的友元函數(shù)。函數(shù)的形參代表依自左至右次序排列的各操作數(shù)。后置單目運算符 +和-的重載函數(shù)，形參列表中要增加一個int，但不必寫形參名。運算符重載運算符友元函數(shù)的設(shè)計雙目運算符 B重載后，表達式oprd1 B oprd2 等同于operator B(oprd1,oprd2 )前置單目運算符 B重載后，表達式 B oprd 等同于operator B(oprd )后置單目運算符 +和-重載后，表達式 oprd B 等同于operator B(oprd,0 )運算符重載例8-3將+、-（雙目）重載為復(fù)數(shù)類的友元函數(shù)。兩個操作數(shù)都是復(fù)數(shù)類的對象。運算符重載#includeusing namespa

12、ce std;class complex/復(fù)數(shù)類聲明public:/外部接口complex(double r=0.0,double i=0.0) real=r; imag=i; /構(gòu)造函數(shù)friend complex operator + (complex plex c2);/運算符+重載為友元函數(shù)friend complex operator - (complex plex c2);/運算符-重載為友元函數(shù)void display();/顯示復(fù)數(shù)的值private:/私有數(shù)據(jù)成員double real;double imag;28例8-3complex operator +(complex

13、plex c2)/運算符重載友元函數(shù)實現(xiàn) return complex(c2.real+c1.real, c2.imag+c1.imag);complex operator -(complex plex c2)/運算符重載友元函數(shù)實現(xiàn)return complex(c1.real-c2.real, c1.imag-c2.imag);/ 其它函數(shù)和主函數(shù)同例8.129例8-3靜態(tài)綁定與動態(tài)綁定綁定(對象調(diào)用哪個函數(shù)問題）程序自身彼此關(guān)聯(lián)的過程，確定程序中的操作調(diào)用與執(zhí)行該操作的代碼間的關(guān)系。靜態(tài)綁定（靜態(tài)聯(lián)編）聯(lián)編工作出現(xiàn)在編譯階段，用對象名或者類名來限定要調(diào)用的函數(shù)。動態(tài)綁定聯(lián)編工作在程序運行時

14、執(zhí)行，在程序運行時才確定將要調(diào)用的函數(shù)。根據(jù)對象調(diào)用相應(yīng)函數(shù)。#includeusing namespace std;class Point public:Point(double i, double j) x=i; y=j;double Area() const return 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,

15、h;靜態(tài)綁定例31Rectangle:Rectangle(double i, double j, double k, double l) :Point(i,j)w=k; h=l; void fun(Point &s)coutArea=s.Area()endl; int main()Rectangle rec(3.0, 5.2, 15.0, 25.0);fun(rec);運行結(jié)果：Area=032靜態(tài)綁定例#includeusing namespace std;class Point public: Point(double i, double j) x=i; y=j; virtual doub

16、le Area() const return 0.0; private:double x, y;class Rectangle:public Point public: Rectangle(double i, double j, double k, double l); virtual double Area() const return w*h; private:double w,h;動態(tài)綁定例 33void fun(Point &s)coutArea=s.Area()endl; int main()Rectangle rec(3.0, 5.2, 15.0, 25.0);fun(rec);運

17、行結(jié)果:Area=37534動態(tài)綁定例 虛函數(shù)虛函數(shù)是動態(tài)綁定的基礎(chǔ)。是非靜態(tài)的成員函數(shù)。在類的聲明中，在函數(shù)原型之前寫virtual。virtual 只用來說明類聲明中的原型，不能用在函數(shù)實現(xiàn)時。具有繼承性，基類中聲明了虛函數(shù)，派生類中無論是否說明，同原型函數(shù)都自動為虛函數(shù)。本質(zhì)：不是重載聲明而是覆蓋。調(diào)用方式：通過基類指針或引用，執(zhí)行時會根據(jù)指針指向的對象的類，決定調(diào)用哪個函數(shù)。例 8.4#include using namespace std;class B0/基類B0聲明public:/外部接口virtual void display() /虛成員函數(shù) coutB0:display()

18、endl; ;class B1: public B0/公有派生 public: void display() coutB1:display()endl; ;class D1: public B1/公有派生 public: void display() coutD1:display()display(); int main()/主函數(shù)B0 b0, *p;/聲明基類對象和指針B1 b1;/聲明派生類對象D1 d1;/聲明派生類對象p=&b0;fun(p);/調(diào)用基類B0函數(shù)成員p=&b1;fun(p);/調(diào)用派生類B1函數(shù)成員p=&d1;fun(p);/調(diào)用派生類D1函數(shù)成員運行結(jié)果：B0:display()B1:display()D1:display()37例 8.4虛析構(gòu)函數(shù)何時需要虛析構(gòu)函數(shù)？當(dāng)你可能通過基類指針刪除派生類對象時如果你打算允許其他人通過基類指針調(diào)用對象的析構(gòu)函數(shù)（通過delete這樣做是正常的），并且被析構(gòu)的對象是有重要的析構(gòu)函數(shù)的派生類的對象，就需要