1、繼承（inheritance）機制是面向?qū)ο蟪绦蛟O計使代碼可以復用的最重要的手段，它允許程序員在保持原有類特性的基礎上進行擴展，增加功能。這樣產(chǎn)生新的類，稱派生類。繼承呈現(xiàn)了面向?qū)ο蟪绦蛟O計的層次結構。體現(xiàn)了由簡單到復雜的認識過程。,第八章 繼承與多態(tài),多態(tài)性（polymorphism）多態(tài)性是考慮在不同層次的類中，以及在同一類中，同名的成員函數(shù)之間的關系問題。函數(shù)的重載，運算符的重載，屬于編譯時的多態(tài)性。以虛函數(shù)為基礎的運行時的多態(tài)性是面向?qū)ο蟪绦蛟O計的標志性特征。 體現(xiàn)了類推和比喻的思想方法。,第八章 繼承與多態(tài),8.1 繼承與派生的概念,8.4 虛基類 （選讀）,8.3 多重繼承與派生類

2、成員標識,8. 6 多態(tài)性與虛函數(shù),8.5 派生類應用討論,8.2 派生類的構造函數(shù)與析構函數(shù),8.1 繼承與派生的概念,層次概念是計算機的重要概念。通過繼承（inheritance）的機制可對類（class）分層，提供類型/子類型的關系。 C+通過類派生（class derivation）的機制來支持繼承。被繼承的類稱為基類（base class）或超類（superclass），新產(chǎn)生的類為派生類（derived class）或子類（subclass）。 基類和派生類的集合稱作類繼承層次結構（hierarchy）。 如果基類和派生類共享相同的公有接口，則派生類被稱作基類的子類型（subtyp

3、e）。 派生反映了事物之間的聯(lián)系，事物的共性與個性之間的關系。 派生與獨立設計若干相關的類，前者工作量少，重復的部分可以從基類繼承來，不需要單獨編程。,8.1 繼承與派生的概念,8.1.1 類的派生與繼承,8. 1.2 公有派生與私有派生,由基類派生出派生類的定義的一般形式為 class 派生類名：訪問限定符 基類名1，訪問限定符 基類名2，訪問限定符 基類名n private: 成員表1； /派生類增加或替代的私有成員 public: 成員表2； /派生類增加或替代的公有成員 protected: 成員表3； /派生類增加或替代的保護成員 ；/分號不可少 其中基類1，基類2，是已聲明的類。

4、在派生類定義的類體中給出的成員稱為派生類成員，它們是新增加成員，它們給派生類添加了不同于基類的新的屬性和功能。派生類成員也包括取代基類成員的更新成員。,8.1.1 類的派生與繼承,（a）多重繼承,（b）單繼承,圖8.1 多重繼承與單繼承,一個基類可以直接派生出多個派生類,派生類可以由多個基類共同派生出來，稱多重繼承。,8.1.1 類的派生與繼承,如果一個派生類可以同時有多個基類，稱為多重繼承（multiple-inheritance），這時的派生類同時得到了多個已有類的特征。一個派生類只有一個直接基類的情況稱為單一繼承（single-inheritance）。,編制派生類時可分四步,吸收基類的

5、成員,改造基類成員,發(fā)展新成員,重寫構造函數(shù)與析構函數(shù),8.1.1 類的派生與繼承,不論是數(shù)據(jù)成員，還是函數(shù)成員，除構造函數(shù)與析構函數(shù)外全盤接收,聲明一個和某基類成員同名的新成員,派生類中的新成員就屏蔽了基類同名成員稱為同名覆蓋（override）,派生類新成員必須與基類成員不同名，它的加入保證派生類在功能上有所發(fā)展。,8.1.1 類的派生與繼承,上面的步驟就是繼承與派生編程的規(guī)范化步驟。 第二步中，新成員如是成員函數(shù)，參數(shù)表也必須一樣，否則是重載。 第三步中，獨有的新成員才是繼承與派生的核心特征。 第四步是重寫構造函數(shù)與析構函數(shù)，派生類不繼承這兩種函數(shù)。不管原來的函數(shù)是否可用一律重寫可免出錯

6、。,訪問控制，亦稱為繼承方式，是對基類成員進一步的限制。訪問控制也是三種： 公有（public）方式，亦稱公有繼承 保護（protected）方式，亦稱保護繼承 私有（private）方式， 亦稱私有繼承。,8.1.2 公有派生與私有派生,訪問限定符有兩方面含義：派生類成員（新增成員）函數(shù)對基類（繼承來的）成員的訪問（調(diào)用和操作），和從派生類對象之外對派生類對象中的基類成員的訪問。,公有派生是絕對主流。,派生類的構造函數(shù)的定義形式為： 派生類名:派生類名（參數(shù)總表）:基類名1（參數(shù)表1），基類名2（參數(shù)表2），基類名n（參數(shù)表n），成員對象名1（成員對象參數(shù)表1），成員對象名m（成員對象參數(shù)表

7、m） /派生類新增成員的初始化； /所列出的成員對象名全部為新增成員對象的名字,在構造函數(shù)的聲明中，冒號及冒號以后部分必須略去。 所謂不能繼承并不是不能利用，而是把基類的構造函數(shù)作為新的構造函數(shù)的一部分，或者講調(diào)用基類的構造函數(shù)。基類名僅指直接基類，寫了底層基類，編譯器認為出錯。 冒號后的基類名，成員對象名的次序可以隨意，這里的次序與調(diào)用次序無關。,8.2 派生類的構造函數(shù)與析構函數(shù),派生類構造函數(shù)各部分的執(zhí)行次序為： 1.調(diào)用基類構造函數(shù)，按它們在派生類定義的先后順序，對基類成員進行初始化。 2.調(diào)用成員對象的構造函數(shù)，按它們在類定義中聲明的先后順序，順序調(diào)用。 3.執(zhí)行派生類的構造函數(shù)。,

8、*在派生類構造函數(shù)中，只要基類不是使用缺省構造函數(shù)都要顯式給出基類名和參數(shù)表。 如果基類沒有定義構造函數(shù)，則派生類也可以不定義，全部采用系統(tǒng)給定的缺省構造函數(shù)。 如果基類定義了帶有形參表的構造函數(shù)時，派生類就應當定義構造函數(shù)。,析構函數(shù)各部分執(zhí)行次序與構造函數(shù)相反，首先對派生類新增一般成員析構，然后對新增對象成員析構，最后對基類成員析構。,【例8.1】由在冊人員類公有派生學生類,【例8.1】由在冊人員類公有派生學生類。我們希望基類和派生類共享相同的公有接口,只能采用公有派生來實現(xiàn)。,首先來看基類：,class Person string IdPerson;/身份證號,18位數(shù)字 string

9、Name;/姓名 Tsex Sex; /性別enum Tsexmid,man,woman; int Birthday; /生日,格式1986年8月18日寫作19860818 string HomeAddress;/家庭地址,public: Person(string, string,Tsex,int, string); /構造函數(shù) Person(); /缺省的構造函數(shù) Person(); /析構函數(shù),【例8.1】由在冊人員類公有派生學生類,void SetName(string); /修改名字 string GetName()return Name; /提取名字 void SetSex(Tse

10、x sex)Sex=sex; /修改性別 Tsex GetSex()return Sex;/提取性別 void SetId(string id)IdPerson=id;/修改身份證號 string GetId()return IdPerson; /提取身份證號 void SetBirth(int birthday)Birthday=birthday; /修改生日 int GetBirth()return Birthday; /提取生日 void SetHomeAdd(string ); /修改住址 string GetHomeAdd()return HomeAddress; /提取住址 voi

11、d PrintPersonInfo(); /輸出個人信息 ;,接口函數(shù)：,【例8.1】由在冊人員類公有派生學生類,派生的學生類:,class Student:public Person /定義派生的學生類 string NoStudent; /學號 course cs30; /30門課程與成績 public: Student(string id, string name,Tsex sex,int birthday, string homeadd, string nostud); /注意派生類構造函數(shù)聲明方式 Student(); /缺省派生類構造函數(shù) Student(); /派生類析構函數(shù) S

12、etCourse(string ,int); /課程設置 int GetCourse(string ); /查找成績 void PrintStudentInfo(); /打印學生情況 ;,struct course char* coursename; int grade;,在VC+平臺上運行例8.1,驗證主函數(shù),8.3 多重繼承與派生類成員標識,由多個基類共同派生出新的派生類，這樣的繼承結構被稱為多重繼承或多繼承（multiple-inheritance）,圖8.3 大學在冊人員繼承關系,8.3 多重繼承與派生類成員標識,派生出來的新類同樣可以作為基類再繼續(xù)派生出更新的類，依此類推形成一個層次

13、結構。,例：輸出派生類構造函數(shù)與析構函數(shù)的調(diào)用關系,#include class Base1 int x; public: Base1(int a) x=a; cout調(diào)用基類1的構造函數(shù)！n; Base1( )cout調(diào)用基類1的析構函數(shù)！n; ; class Base2 int y; public: Base2(int a)y=a; cout調(diào)用基類2的構造函數(shù)！n; Base2()cout調(diào)用基類2的析構函數(shù)！n; ;,class Derived:public Base1, public Base2 int z; public: Derived(int a, int b):Base1(a

14、), Base2(20) z=b; cout調(diào)用派生類的構造函數(shù)！n; Derived() cout調(diào)用派生類的析構函數(shù)！n; ; void main(void) Derived c(100,200); ,例：派生類中包含對象成員,#inlucde “l(fā)iti11-4.h” class Der:public Base1, public Base2 int z; Base1 b1, b2; public: Der(int a, int b):Base1(a), Base2(20), b1(200), b2(a+b) z=b; cout調(diào)用派生類的構造函數(shù)！n; Der() cout調(diào)用派生類的析

15、構函數(shù)！n; ; void main(void) Der d(100,200); ,本例中類Circle為圓；類Line為高；類Cone為圓錐，由Circle和Line公有派生而來。在Cone類中，Circle和Line類的接口完全不變，可以直接調(diào)用，這就是公有派生的優(yōu)點。在Cone的成員函數(shù)中可直接訪問Circle和Line中的公有成員，但不能直接訪問私有成員。,【例8.2】由圓和高多重繼承派生出圓錐,檢證主程序：,圓類Circle定義,高類Line定義,圓錐類Cone定義,8.3.1 沖突 在多重派生時，若一個公有的派生類是由兩個或多個基類派生，當基類中成員的訪問權限為public，且不同

16、基類中的成員具有相同的名字時，出現(xiàn)了重名的情況。這時在派生類使用到基類中的同名成員時，出現(xiàn)了不唯一性，這種情況稱為沖突。,class A public: int x; void Show()coutx=xn; A(int a)x=a; A() ; class B public: int x; void Show()coutx=xn; B(int a)x=a; B() ;,class C:public A, public B int y; public: void Setx(int a)x=a; void Sety(int b)y=b; int Gety()return y; ; void ma

17、in(void) C c1; c1.Show(); ,8.3 多重繼承與派生類成員標識(沖突、支配規(guī)則、賦值兼容規(guī)則),下面是編譯時的出錯提示： D:VCsourceL11_7.cpp(19) : error C2385: C:x is ambiguous(不明確的) D:VCsourceL11_7.cpp(19) : warning C4385: could be the x in base A of class C D:VCsourceL11_7.cpp(19) : warning C4385: or the x in base B of class C D:VCsourceL11_7.c

18、pp(26) : error C2385: C:Show is ambiguous D:VCsourceL11_7.cpp(26) : warning C4385: could be the Show in base A of class C D:VCsourceL11_7.cpp(26) : warning C4385: or the Show in base B of class C 說明： 在派生類C中訪問由基類繼承來的變量x時，編譯系統(tǒng)無法確定是要訪問屬于基類A中的x還是屬于基類B中的x，因此編譯出錯。同樣，在基類C的對象c1中調(diào)用函數(shù)Show()時，也是無法確定是要調(diào)用類A中繼承來的

19、公有成員函數(shù)Show()，還是調(diào)用類B中繼承來的公有成員函數(shù)Show()。,解決沖突問題的方法： 各基類中定義的成員函數(shù)名不同； 對于成員數(shù)據(jù)，在基類中說明其訪問權限為private，并在相應的基類中提供成員函數(shù)對這些成員數(shù)據(jù)進行操作。 使用作用域分辨符來限定所訪問成員的屬性，其格式為： 類名:成員名；,class C : public A, public B int y; public: void SetAx(int a)A:x=a; /對類A中的x設置 void SetBx(int a)B:x=a;/對類B中的x設置 void Sety(int b)y=b; int Gety()retur

20、n y; ; void main(void) C c1; c1.SetAx(35); c1.SetBx(100); c1.Sety(300); c1.A:Show();/調(diào)用類A中的成員函數(shù) c1.B:Show();/調(diào)用類B中的成員函數(shù) couty=c1.Gety()n; ,注意：當把派生類作為基類，又派生出新的派生類時，這種限定作用域的運算符不能嵌套使用，即：類名1:類名2: . :成員名； 也就是說，限定作用域的運算符只能直接限定其成員。,8.3.2 支配規(guī)則 在C+中，允許派生類中新增加的成員名與其基類的成員名相同，這種相同不產(chǎn)生沖突。當沒有使用作用域運算符時，則派生類中定義的成員名優(yōu)

21、先于基類中的成員名，這種優(yōu)先關系稱為支配規(guī)則。,class A public: int x; void Show()coutx=xn; ; class B public: int y; void Show()couty=yn; ; class C:public A, public B public : int y; ;,void main(void) C c1; c1.x=100; c1.y=200; c1.B:y=300; c1.A:Show(); c1.B:Show(); couty=c1.yn; couty=c1.B:yn; 運行結果為： X=100 Y=300 Y=200 Y=300,

22、8.3.3 繼承和對象成員,C+規(guī)定，任一基類在派生類中只能繼承一次，否則會造成成員名的沖突。 Class Aclass B:public A, public A public: float x;. ; 此時在派生類B中包含了兩個繼承來的成員X，在使用時產(chǎn)生沖突。 解決的方法是，在類B的定義中加入類A的兩個對象作為類B的成員（對象成員）。 Class B A a1, a2; ; 注意：在派生類中，如果權限允許的話可以直接使用基類的成員，但這里使用的是對象成員的成員，必須在對象名后加上成員運算符“.”和成員名。,/例：基類成員與對象成員在使用上的差別 #include class A publi

23、c: int x; A(int a=0)x=a; ; class B public: int y; B(int a=0)y=a; ; class C:public A int z; B b1; public: C(int a, int b, int m):A(a),b1(b) z=m; void show() coutx=xt;/直接使用成員名 couty=b1.yt;/不能直接使用對象的成員名y coutz=zn; ;,void main(void) C c1(100,200,300); c1.show(); ,8.3. 4 賦值兼容規(guī)則 簡單的說就是：對于公有派生類來說，可以將派生類的對象

24、賦給其基類的對象，反之是不允許的。,class A public: int x; . ;,class C: public A, public B public: int y; . ; C c1,c2,c3; A a1, *pa1; B b1, *pb1;,class B public: int y; . ;,不能將基類的對象賦給派生類對象。例如： c2 = a1; c3 = b1; 可以將一個派生類對象的地址賦給基類的指針變量。例如： pa1 = ,說明： 派生類的對象可以賦給基類的對象，系統(tǒng)是將派生類對象中從對應基類中繼承來的成員賦給基類對象。例如： a1 = c1; /將c1中從類A中繼承

25、來的對應成員x分別賦給a1的對應成員。 b1 = c1; /將c1中從類B中繼承來的對應成員y分別賦給b1的對應成員。,8.4 虛基類,圖11-2 派生類中包含同一基類的兩個拷貝,對于某一共公共基類A，設類B由類A公有派生，類C也由類A公有派生，而類D是由類B和類C共同公有派生。這時在類D中將包含類A的兩個拷貝。,基類A,基類B,基類C,類D,public,public,基類A,class A public:int x; A(int a=0)x=a; ; class B:public A/ class B: A(200) x=200 public: int y; B(int a=0, int

26、b=0):A(b)/調(diào)用基類的構造函數(shù) y=a;/y=100， void PB( )coutx=xty=yn; ; class C:public A/ class C: A(400) x=400 public: int z; C(int a=0,int b=0):A(b)/調(diào)用基類的構造函數(shù) z=a;/z=300 void PC( )coutx=xtz=zn; ;,class D: public B, public C public: int m; D(int a, int b, int d, int e, int f):B(a,b),C(d,e) m=f;/ m=500 void Print

27、(void) PB( );/ D PC( );/ E coutm=mn; ; void main(void) D d1(100,200,300,400,500); d1.Print( ); ,注：由于在類D中包含了公共基類A的兩個不同的拷貝，當D、E改為下列情況時： coutx=xty=yn; coutx=xtz=zn;,編譯器認為有錯，因無法確定成員x是從類B中繼承來的還是從類C中繼承來的，從面產(chǎn)生了沖突。為此，必須用作用域運算符來限定成員的屬性：B:x; C:x。 VC+中提供了將基類說明為虛基類的方法，使得在多重派生的過程中公共基類只產(chǎn)生一個拷貝。在派生類的定義中，只要在基類的類名前加上

28、關鍵字virtual，就可以將基類說明為虛基類，格式為： class 類名: vitual 基類名 ;,#include class A public:int x; A(int a=0) x=a; cout虛基類A的構造函數(shù)endl; A()cout虛基類A的析構函數(shù)endl; ;,class B:virtual public A public: int y; B(int a=0, int b=0):A(b) / 不調(diào)用虛基類的構造函數(shù) y=a; cout派生類B的構造函數(shù)endl; B()cout派生類B的析構函數(shù)endl; void PB( )coutx=xty=yn; ; class C

29、:virtual public A public: int z; C(int a=0,int b=0):A(b) / 不調(diào)用虛基類的構造函數(shù) z=a; cout派生類C的構造函數(shù)endl; C( )cout派生類C的析構函數(shù)endl; void PC()coutx=xtz=zn; ;,class D : public B,public C public: int m; D(int a, int b, int d, int e, int f):B(a,b),C(d,e) m=f; cout派生類D的構造函數(shù)endl; D()cout派生類D的析構函數(shù)endl; void Print(void)

30、PB( ); PC( ); coutm=mn; ;,void main(void) D d1(100,200,300,400,500); d1.Print( ); d1.x=400; /對象d1中只有基類A的一個拷貝 d1.Print( ); ,X的初值為0，這是因為調(diào)用虛基類的構造函數(shù)的方法與調(diào)用一般基類的構造函數(shù)的方法不同，編譯器約定，在執(zhí)行類B和類C的構造函數(shù)時都不調(diào)用虛基類A的構造函數(shù)，而是在類D的構造函數(shù)中直接調(diào)用虛基類A的缺省的構造函數(shù)，使得x的初值為0。因此，虛基類定義中一般要包含有缺省的構造函數(shù)。 2.若虛基類中沒有定義缺省的構造函數(shù)，則在派生的每一個派生類的構造函數(shù)的初始化成

31、員例表中都必須有對虛基類構造函數(shù)的調(diào)用。例如將F行改為： A（int a） x=a; 則在類D的構造函數(shù)初始化成員列表中必須增加直接調(diào)用虛基類A的構造函數(shù)： D(int a, int b, int d, int e, int f):B(a, b), C(d,e), A(1000) 此時則將類D中的x成員初值置為1000。 3.在派生類D的對象d1中只有基類A的一個拷貝，當改變成員X的值時，由基類B和C中的成員函數(shù)輸出的X的值是相同的；,4. 在派生類對象的創(chuàng)建中，首先是虛基類的構造函數(shù)并按它們聲明的順序構造。第二批是非虛基類的構造函數(shù)按它們聲明的順序調(diào)用。第三批是成員對象的構造函數(shù)。最后是派生

32、類自己的構造函數(shù)被調(diào)用。,書：P207 【例8.3】在采用虛基類的多重繼承中，構造與析構的次序。,class Dclass:public Bclass1,virtual Bclass3,virtual Bclass2 Object object; public: Dclass():object(),Bclass2(),Bclass3(),Bclass1() cout派生類建立!n; Dclass()cout派生類析構!n; void main() Dclass dd; cout主程序運行!n;,運行結果 Constructor Bclass3 /第一個虛擬基類,與派生類析構函數(shù)排列無關 Con

33、structor Bclass2/第二個虛擬基類 Constructor Bclass1/非虛擬基類 Constructor Object/對象成員 派生類建立! 主程序運行! 派生類析構! deconstructor Object/析構次序相反 deconstructor Bclass1 deconstructor Bclass2 deconstructor Bclass3 /析構的次序與構造的次序相反。,8.6 多態(tài)性與虛函數(shù),多態(tài)性是面向?qū)ο蟪绦蛟O計的關鍵技術之一。若程序設計語言不支持多態(tài)性，不能稱為面向?qū)ο蟮恼Z言。利用多態(tài)性技術，可以調(diào)用同一個函數(shù)名的函數(shù)，實現(xiàn)完全不同的功能。,在C+

34、中有兩種多態(tài)性,編譯時的多態(tài)性,運行時的多態(tài)性,運行時的多態(tài)性是指在程序執(zhí)行前，無法根據(jù)函數(shù)名和參數(shù)來確定該調(diào)用哪一個函數(shù)，必須在程序執(zhí)行過程中，根據(jù)執(zhí)行的具體情況來動態(tài)地確定。它是通過類繼承關系和虛函數(shù)來實現(xiàn)的。目的也是建立一種通用的程序。通用性是程序追求的主要目標之一。,通過函數(shù)的重載和運算符的重載來實現(xiàn)的。,8.6 多態(tài)性與虛函數(shù),8.6.1 虛函數(shù)的定義,8.6.4 動態(tài)聯(lián)編 （選讀）,8.6.2 純虛函數(shù),8.6.3 繼承與多態(tài)的應用 單鏈表派生類（選讀）,虛函數(shù)既虛擬函數(shù)，它必須是成員函數(shù)并且不能是靜態(tài)函數(shù)。虛函數(shù)與成員函數(shù)一樣包含一定的功能，所不同的是虛函數(shù)可以在其派生類的定義中

35、被重新定義。 虛函數(shù)的定義格式如下： Virtual funcname( ); 當在派生類中定義了一個與該虛函數(shù)名同名的成員函數(shù)，并且該成員函數(shù)的參數(shù)個數(shù)、參數(shù)的類型以及函數(shù)的返回值類型都與基類中的同名虛函數(shù)一樣，則無論是否使用virtual來修飾該成員函數(shù)，它都成為一個虛函數(shù)。,8.6.1 虛函數(shù)的定義,例：使用虛函數(shù) #include const double PI=3.14159; class point double x, y; public: point(float i=0, float j=0) x=i; y=j; virtual double area( )return 0.0;

36、 ; class circle:public point double radius; public: circle(double r=0) radius=r; double area( ) return PI*radius*radius; ;,void main(void) point p； coutarea( )endl; 運行結果： the area of the point p is: 0 the area of the circle c is: 41.8538 now the area is: 41.8538,程序說明： 在基類point中定義了一個虛函數(shù)area( )，其派生類ci

37、rcle中也定義了area( )的成員函數(shù)，由于與基類中的虛函數(shù)同名且返回值、形參均相同，因此派生類circle中的area( )也為虛函數(shù)。Main函數(shù)中定義了基類point的對象p，派生類circle的對象c，因此p.area( )以及c.area( )在編譯時就有了確定的含義，既調(diào)用基類point中的成員函數(shù)(虛函數(shù))area( )以及調(diào)用派生類circle的成員函數(shù)(虛函數(shù))area( )，這就是編譯時的多態(tài)性，輸出結果分別為：0、41.8538； C+中，基類指針*pp可以用來指向派生類對象的地址，此時調(diào)用的將是派生類對象的虛函數(shù)，既pp-area( )調(diào)用的是派生類circle的成

38、員函數(shù)area( ) 。可見，當基類指針指向不同的派生類對象時，盡管調(diào)用的形式完全相同，但卻是調(diào)用了不同對象中的虛函數(shù)，這就是運行時的多態(tài)性。因此，輸出結果仍為:41.8538。,關于虛函數(shù)的幾點說明： 當在基類中把成員函數(shù)定義為虛函數(shù)后，在其派生類中定義的虛函數(shù)必須與基類中的虛函數(shù)同名，且參數(shù)的類型、順序、個數(shù)及函數(shù)的返回值的類型也相同。 要實現(xiàn)動態(tài)（運行時）的多態(tài)性，必須使用基類類型的指針變量，使該指針指向不同派生類的對象，并通過調(diào)用指針所指向的虛函數(shù)才行。 虛函數(shù)必須是類的一個成員函數(shù)，它不能是友元函數(shù)，或靜態(tài)成員函數(shù)。 在派生類中沒有重新定義虛函數(shù)時，與一般的成員函數(shù)一樣，當調(diào)用這種派

39、生類對象的虛函數(shù)時，則調(diào)用其基類中的虛函數(shù)。 5. 可以把析構函數(shù)定義為虛函數(shù)，但是不能將構造函數(shù)定義為虛函數(shù)。 6. 虛函數(shù)與一般的成員函數(shù)相比較，調(diào)用時的執(zhí)行速度稍慢一些，這是因為，為了實現(xiàn)多態(tài)性，在每一個派生類中均要保存相應的虛函數(shù)的入口地址表，函數(shù)的調(diào)用機制也是間接實現(xiàn)的。,思考：在上例中若將基類point中的虛函數(shù)virtual area( )改為一般成員函數(shù),程序運行的結果將會如何？ class point double x, y; public: point(float i=0, float j=0) x=i; y=j; double area( )return 0.0; ; 程

40、序運行的結果變?yōu)椋?the area of the point p is: 0 the area of the circle c is: 41.8538 now the area is: 0,結果分析： point *pp; pp=,虛函數(shù)怎樣實現(xiàn)多態(tài)性： 【例8.6】計算學分?？捎杀究粕惻缮鲅芯可?，但它們各自的從課程學時數(shù)折算為學分數(shù)的算法是不同的，本科生是16個學時一學分，而研究生是20個學時一學分。,【例8.7】計算學分。派生類定義不再重復。,純虛函數(shù)（pure virtual function）是指被標明為不具體實現(xiàn)的虛擬成員函數(shù)。它用于這樣的情況：定義一個基類時，會遇到無法定義

41、基類中虛函數(shù)的具體實現(xiàn)，其實現(xiàn)依賴于不同的派生類。,8.6.2 純虛函數(shù),定義純虛函數(shù)的一般格式為： virtual 返回類型 函數(shù)名（參數(shù)表）=0；,含有純虛函數(shù)的基類是不能用來定義對象的。純虛函數(shù)沒有實現(xiàn)部分，不能產(chǎn)生對象，所以含有純虛函數(shù)的類是抽象類。,1 定義純虛函數(shù)時，不能定義虛函數(shù)的實現(xiàn)部分。即使是函數(shù)體為空也不可以，函數(shù)體為空就可以執(zhí)行，只是什么也不做就返回。而純虛函數(shù)不能調(diào)用。 2 “=0”表明程序員將不定義該函數(shù)，函數(shù)聲明是為派生類保留一個位置?！?0”本質(zhì)上是將指向函數(shù)體的指針定為NULL。 3 在派生類中必須有重新定義的純虛函數(shù)的函數(shù)體，這樣的派生類才能用來定義對象。,8

42、.6.2 純虛函數(shù),定義純虛函數(shù)必須注意：,#include class A protected: int x; public: A( )x=1000; virtual void print( ) = 0;/純虛函數(shù) ; class B:public A int y; public: B( )y=2000; void print( )couty=yendl; ; class C:public A int z; public: C( )z=3000; void print( )coutz=zendl; ;,void main(void) A *pa; B b; C c; pa= 也要產(chǎn)生運行錯誤

43、，因為pp的值也是不確定的。,【例8.8】學校對在冊人員進行獎勵，依據(jù)是業(yè)績分，但是業(yè)績分的計算方法只能對具體人員進行，如學生，教師，行政人員，工人，算法都不同，所以可以將在冊人員類作為一個抽象類，業(yè)績計算方法作為一個純虛函數(shù)。 在主函數(shù)中全部用指向基類的指針來調(diào)用,業(yè)績分基類定義,業(yè)績分學生派生類定義,業(yè)績分教師派生類定義,驗證主函數(shù),8.6.3 繼承與多態(tài)的應用單鏈表派生類（選讀）,【例8.10】通用單鏈表派生類。首先改造【例7.4】的頭文件，不采用模板類，而采用虛函數(shù)實現(xiàn)多態(tài)性，達到通用的目的。結點類數(shù)據(jù)域被改造為指針，而把數(shù)據(jù)放在一個抽象類中，由指針與之建立聯(lián)系。,圖8.9 結點構造,

44、class Object /數(shù)據(jù)類為抽象類 public: Object() virtual bool operator (Object /析構函數(shù)可為虛函數(shù)，構造函數(shù)不行,首先看結點組織，采用結點類加數(shù)據(jù)類,數(shù)據(jù)類定義:,本題兩個要點： 采用虛函數(shù)實現(xiàn)多態(tài)性，達到通用的目的。 堆內(nèi)存的分配與釋放，關鍵不是創(chuàng)建，而是釋放！,數(shù)據(jù)抽象類中含有三個純虛函數(shù)：比較函數(shù)和輸出函數(shù)。當抽象類在派生時重新定義純虛函數(shù)，可以進行各種類型，包括類和結構對象的比較和輸出。,本例介紹程序總體組成為主，鏈表的操作由學生自己仔細閱讀。,抽象類中的析構函數(shù)也是虛函數(shù)，這一點非常重要，當抽象類派生的數(shù)據(jù)類的數(shù)據(jù)部分是動態(tài)

45、產(chǎn)生，而由結點類刪除釋放數(shù)據(jù)類對象時，必須由數(shù)據(jù)類的析構函數(shù)來釋放該類對象數(shù)據(jù)部分占用的動態(tài)分配的內(nèi)存。這時必須重新定義析構函數(shù)。,Class Node Object* info; /數(shù)據(jù)域用指針指向數(shù)據(jù)類對象 Node* link; /指針域 public: Node(); /生成頭結點的構造函數(shù) Node()； /析構函數(shù) void InsertAfter(Node* P); /在當前結點后插入一個結點 Node* RemoveAfter(); /刪除當前結點的后繼結點，返回該結點備用 void Linkinfo(Object* obj); /把數(shù)據(jù)對象連接到結點 friend class

46、 List; /以List為友元類，List可直接訪問Node的私有函數(shù)， ;,結點類定義:,class List Node *head,*tail; /鏈表頭指針和尾指針 public: List(); /構造函數(shù)，生成頭結點(空鏈表) List(); /析構函數(shù) void MakeEmpty(); /清空鏈表，只余表頭結點 Node* Find(Object /刪除指定結點,定義鏈表類,第二步，由抽象類派生數(shù)據(jù)類（取代模板定義泛型類型為具體類型）步驟是。這里數(shù)據(jù)采用的是字符串，字符串是放在動態(tài)分配的堆內(nèi)存中的，所以析構函數(shù)必須重新定義。為了完成字符串的比較和輸出，重新定義了比較和輸出函數(shù)（

47、虛函數(shù)）。,class StringObject:public Object string sptr; public: StringObject() sptr=; StringObject(string s)sptr=s; StringObject(); /析構函數(shù) bool operator(Object ,驗證主函數(shù) 運行結果,在該程序中，特別要仔細揣摩堆內(nèi)存的分配與釋放。刪除一個結點時系統(tǒng)自動調(diào)用結點類析構函數(shù)釋放結點占用的動態(tài)內(nèi)存，而結點類析構函數(shù)自動調(diào)用數(shù)據(jù)域類虛析構函數(shù)，數(shù)據(jù)域類析構函數(shù)自動調(diào)用string類的析構函數(shù)釋放所占用的動態(tài)內(nèi)存。一環(huán)套一環(huán)，一步都不能錯。這是使用動態(tài)內(nèi)存

48、分配的關鍵。即關鍵不是創(chuàng)建，而是釋放！,在VC+平臺上運行例8.10。,動態(tài)聯(lián)編（dynamic binding）亦稱滯后聯(lián)編（late binding），對應于靜態(tài)聯(lián)編（static binding）。,如果使用對象名和點成員選擇運算符“.”引用特定的一個對象來調(diào)用虛函數(shù)，則被調(diào)用的虛函數(shù)是在編譯時確定的（稱為靜態(tài)聯(lián)編）,如果使用基類指針或引用指明派生類對象并使用該指針調(diào)用虛函數(shù)（成員選擇符用箭頭號“-”），則程序動態(tài)地（運行時）選擇該派生類的虛函數(shù)，稱為動態(tài)聯(lián)編。,8.6.4 動態(tài)聯(lián)編（選讀）,聯(lián)編是指計算機程序自身彼此關聯(lián)的過程，是把一個標識符名和一個存儲地址聯(lián)系在一起的過程，也就是把一

49、條消息和一個對象的操作相結合的過程 。,圖8.9 虛函數(shù)調(diào)用的控制流程,8.6.4 動態(tài)聯(lián)編（選讀）,C+編譯器編譯含有一個或幾個虛函數(shù)的類及其派生類 時，對該類建立虛函數(shù)表（Virtual function table，vtable）。 虛函數(shù)表使執(zhí)行程序正確選擇每次執(zhí)行時應使用的虛函數(shù)。 多態(tài)是由復雜的數(shù)據(jù)結構實現(xiàn)的，參見圖8.10。圖8.10是以【例8.10】為基礎的，不過增加了一個由抽象類Object派生的復數(shù)數(shù)據(jù)類ComplexObject。圖中列出了基類和各派生類的虛函數(shù)表，這些表是由指向函數(shù)的指針組成的。,8.6.4 動態(tài)聯(lián)編（選讀）,還有第二層指針，在實例化帶虛函數(shù)的類（創(chuàng)建對

50、象）時，編譯器在對象前加上一個指向該類的虛函數(shù)表的指針。 第三層指針是鏈表結點類對象中指向抽象基類Object的指針（這也可以是引用，但本例是指針）。 虛函數(shù)的調(diào)用是這樣進行的，考慮虛函數(shù)Compare()，則看含“cat”的結點。由該結點的info指針找到含“cat”的無名對象，再由對象前的指針找到StringObject虛函數(shù)表，移動4個字節(jié)（一個指針占4個字節(jié)）找到比較函數(shù)指針，進入串比較函數(shù)。,完,第八章 繼承與派生,謝謝！,Person:Person(string id, string name,Tsex sex,int birthday, string homeadd) IdPer

51、son=id; Name=name; Sex=sex; Birthday=birthday; HomeAddress=homeadd; /作為一個管理程序,這個構造函數(shù)并無必要,因為數(shù)據(jù)總是另外輸入的。僅為說明語法存在。,分析構造函數(shù)：,Person:Person() IdPerson=#;Name=#;Sex=mid; Birthday=0;HomeAddress=#; ,分析缺省的構造函數(shù)：,分析析構函數(shù)：,Person:Person() /string內(nèi)部動態(tài)數(shù)組的釋放，由string自帶的析構函數(shù)完成,void Person:SetName(string name) Name=name

52、; /拷入新姓名 ,修改名字:,void Person:SetHomeAdd(string homeadd) HomeAddress=homeadd; ,修改住址:,void Person:PrintPersonInfo() int i; cout身份證號:IdPersonn姓名: Namen性別:; if(Sex=man)cout男n; else if(Sex=woman)cout女n; else cout n; cout出生年月日:; i=Birthday; couti/10000年; i=i%10000; couti/100月i%100日n 家庭住址:HomeAddressn; ,輸出個

53、人信息:,Student:Student(string id, string name,Tsex sex,int birthday, string homeadd, string nostud) :Person(id,name,sex,birthday,homeadd) /注意Person參數(shù)表不用類型 NoStudent=nostud; for(int i=0;i30;i+) /課程與成績清空 csi.coursename=#; csi.grade=0; ,派生類構造函數(shù):,Student:Student() /基類缺省的無參數(shù)構造函數(shù)不必顯式給出 int i； NoStudent=; fo

54、r(i=0;i30;i+) /課程與成績清零,將來由鍵盤輸入 csi.coursename=; csi.grade=0; ,Student:Student() /基類析構函數(shù)以及成員對象析構函數(shù)自動調(diào)用,缺省派生類構造函數(shù)：,派生類析構函數(shù)：,int Student:SetCourse(string coursename,int grade) bool b=false; /標識新輸入的課程,還是更新成績 int i； for(i=0;i30;i+) if(csi.coursename=#) /判表是否進入未使用部分（如有對應刪除,應按順序表方式） csi.coursename=coursena

55、me; csi.grade=grade;b=false;break; else if(csi.coursename=coursename) /是否已有該課程記錄 csi.grade=grade;b=true;break; if(i=30) return 0; /成績表滿返回0 if(b) return 1; /修改成績返回1 else return 2; /登記成績返回2 ,學生類課程設置函數(shù)：,int Student:GetCourse(string coursename) int i; for(i=0;i30;i+) if(csi.coursename=coursename) return

56、 csi.grade; return -1; /找到返回成績,未找到返回-1,查找學生課程成績函數(shù)：,void Student:PrintStudentInfo() int i; cout學號:NoStudentn; PrintPersonInfo(); for(i=0;i30;i+) /打印各科成績 if(csi.coursename!=#) coutcsi.coursename tcsi.graden; else break; cout-完- endl; ,打印學生情況函數(shù)：,例8.1驗證用主函數(shù):,int main(void) char temp30; int i,k; Person p

57、er1(320102820818161,沈俊, man,19820818,南京四牌樓2號); Person per2; per2.SetName(朱明); per2.SetSex(woman); per2.SetBirth(19780528); per2.SetId(320102780528162); per2.SetHomeAdd(南京市成賢街9號); per1.PrintPersonInfo(); per2.PrintPersonInfo(); Student stu1(320102811226161,朱海鵬, man,19811226,南京市黃浦路1號,06000123);,couttemp; /輸入格式:物理 80 if(!strcmp(temp,end) break; cink