第十七章 多態(tài) 對(duì)象獨(dú)立性

1、第十七章 多態(tài) 對(duì)象獨(dú)立性1、什么是多態(tài)1.1 什么是多態(tài)一個(gè)動(dòng)作具有不同的含義例如：籃球比賽中，教練下達(dá)“防守”命令，中鋒和后衛(wèi)的防守位置和動(dòng)作各不相同；軍訓(xùn)中，教官下達(dá)“集合”命令，每個(gè)人站的位置各不相同。 2、C+中的多態(tài)2.1 多態(tài)的實(shí)現(xiàn)方式靜態(tài)綁定(static binding) 動(dòng)態(tài)綁定(dynamic binding)1 2.2 靜態(tài)綁定一個(gè)類(lèi)存在同名函數(shù)，它們可以根據(jù)參數(shù)類(lèi)型、參數(shù)個(gè)數(shù)、參數(shù)順序加以區(qū)別(函數(shù)重載)例如：void print_arr(int * arr, int n); (1) void print_arr(double * arr, int n); (2) 靜

2、態(tài)綁定的特點(diǎn)在編譯階段就可以確定調(diào)用哪個(gè)函數(shù)例如：void main () int a = 1,2,3; double b = 1.1,2.2; print_arr(a, 3); /編譯階段即可確定調(diào)用函數(shù)(1) print_arr(b, 2); /編譯階段即可確定調(diào)用函數(shù)(2)2.3 動(dòng)態(tài)綁定定義在一個(gè)類(lèi)層次中的不同類(lèi)的函數(shù)，他們具有相同名字和參數(shù)，根據(jù)指針指向的對(duì)象所在類(lèi)來(lái)確定調(diào)用的函數(shù)。1 動(dòng)態(tài)方式的特點(diǎn)只有當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)才能確定調(diào)用哪個(gè)函數(shù)(運(yùn)行期綁定)3.1 任務(wù)的提出設(shè)計(jì)一款游戲，玩家下達(dá)“攻擊”命令后，己方步兵、坦克兵等向指定位置進(jìn)行移動(dòng)。3.2 設(shè)計(jì)士兵相關(guān)的類(lèi)步兵、坦克兵都是士

3、兵的一種，因此可以將士兵設(shè)計(jì)為基類(lèi)，步兵和坦克兵設(shè)計(jì)為士兵的派生類(lèi)。class soldier /士兵類(lèi)public:void move() /士兵移動(dòng) cout << “士兵移動(dòng) " <<endl; ;class tanker: public soldier /坦克兵類(lèi)public: void move() cout << "開(kāi)坦克移動(dòng) " <<endl;class foot_soldier : public soldier /步兵類(lèi)public:void move() cout << "兩條

4、腿移動(dòng)" <<endl;1 3.3 設(shè)計(jì)攻擊函數(shù)void attack (tanker * pt) /坦克兵發(fā)起攻擊 pt->move(); void attack (foot_soldier * pb) /步兵發(fā)起攻擊pb->move();3.4 玩家下發(fā)攻擊指令void main()tanker t;foot_soldier f;attack(&t); /打印”開(kāi)坦克移動(dòng)”attack(&f); /打印”靠?jī)蓷l腿移動(dòng)”3.5 問(wèn)題的提出開(kāi)發(fā)人員A負(fù)責(zé)維護(hù)攻擊函數(shù)，A的問(wèn)題是：坦克兵和步兵既然都是士兵，能否將現(xiàn)有的兩個(gè)函數(shù)合并為以下一個(gè)函數(shù)？

5、void attack (soldier * ps) ps->move();如果通過(guò)基類(lèi)指針ps可以訪(fǎng)問(wèn)派生類(lèi)對(duì)象該多么方便：當(dāng)ps指向坦克對(duì)象，則調(diào)用坦克類(lèi)的move()；當(dāng)ps指向步兵對(duì)象，則調(diào)用步兵類(lèi)的move();3、為什么需要多態(tài)開(kāi)發(fā)人員A希望獲得如下效果：void main()tanker t;foot_soldier f;attack(&t); / 期望打印”開(kāi)坦克移動(dòng)”attack(&f); / 期望打印“靠?jī)蓷l腿移動(dòng)”但實(shí)際結(jié)果是：士兵移動(dòng)士兵移動(dòng)1 3.6 問(wèn)題原因foot_soldier f 的內(nèi)存布局：soldier * ps;foot_soldi

6、er f;ps = &f;ps->move();/ps是基類(lèi)的指針，調(diào)用的是基類(lèi)的move() 3.6 問(wèn)題的解決使用虛函數(shù)在基類(lèi)的函數(shù)前加上virtual關(guān)鍵字：class soldier /士兵類(lèi)public: virtual void move() cout << “soldier move " <<endl; ;使用虛函數(shù)后，對(duì)象f的內(nèi)存布局：派生類(lèi)的move覆蓋了基類(lèi)的movesoldier * ps;foot_soldier f;ps = &f;ps->move();/ps調(diào)用的是foot_soldier:move()

7、3.7 使用虛函數(shù)的好處void attack (soldier * ps) ps->move();/通過(guò)基類(lèi)指針就可以調(diào)用派生類(lèi)的move 開(kāi)發(fā)人員A只需專(zhuān)注于attack()流程的設(shè)計(jì)，至于坦克兵和步兵的move()如何實(shí)現(xiàn)則完全不用操心,甚至不關(guān)心誰(shuí)會(huì)調(diào)用attack()。3.8 C+實(shí)現(xiàn)多態(tài)的方法通過(guò)基類(lèi)指針調(diào)用虛函數(shù)。如： soldier * ps; tanker t; foot_soldier f; ps = & t; ps->move(); /調(diào)用tanker:move() ps = & f; ps->move(); /調(diào)用foot_soldie

8、r:move()5、抽象類(lèi)和純虛函數(shù)5.1 問(wèn)題的提出玩家通過(guò)“兵工廠(chǎng)”創(chuàng)造出的士兵不應(yīng)該是soldier類(lèi)的對(duì)象，只能是tanker類(lèi)或foot_soldier類(lèi)的對(duì)象，否則：soldier s;s.move();這個(gè)士兵到底是開(kāi)坦克走還是靠?jī)蓷l腿走？5.2 解決之道-將soldier類(lèi)改為抽象類(lèi)class soldier /士兵類(lèi)public:virtual void move() = 0; /士兵移動(dòng);5.2 什么是純虛函數(shù)(pure virtual function)virtual void move() = 0; 說(shuō)明：1、語(yǔ)法格式： virtual 函數(shù)類(lèi)型 函數(shù)名稱(chēng)(參數(shù)列表)

9、= 0;2、作用通知編譯器，move的函數(shù)體只能由soldier的派生定義， soldier類(lèi)不能定義move的函數(shù)體。3、特點(diǎn)包含虛函數(shù)的類(lèi)無(wú)法創(chuàng)建對(duì)象(實(shí)例化)1 5.3 什么是抽象類(lèi)(abstract class)包含純虛函數(shù)的類(lèi)稱(chēng)為抽象類(lèi)soldier類(lèi)定義為抽象類(lèi)后有如下效果：soldier s;編譯代碼時(shí)報(bào)如下錯(cuò)誤:'soldier' : cannot instantiate abstract class due to following members5.4 為什么需要抽象類(lèi)soldier類(lèi)的move()無(wú)法確定行動(dòng)的方式，只能由soldier類(lèi)的派生類(lèi)確定。練習(xí)

10、class base public :virtual void xfun()cout <<"base: xfun"<< endl;void yfun() cout << "base:yfun" << endl;class derived: public basepublic:void xfun()cout << "derived:xfun" << endl;void yfun()cout << "deri:yfun" <<endl;void main() /程序的執(zhí)行結(jié)果是什么？ base