面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計C++：第5章 多態(tài)

1、第5章 多 態(tài)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的基本特征之一：多 態(tài)什么是多態(tài)？字面意思：多種形態(tài)例：鉛筆移動，杯子移動，房子移動移動操作（函數(shù)）具有多態(tài)性C+含義：多態(tài)性是針對函數(shù)來說的，函數(shù)的執(zhí)行是在運(yùn)行時才動態(tài) 綁定到函數(shù)的入口地址。p對象-移動( );其p對象是基類型,運(yùn)行時偵測實(shí)際類型確定調(diào)用函數(shù)(運(yùn)行時才知道)! 如果 對象是鉛筆: p對象-鉛筆:移動( );如果 對象是杯子: p對象-杯子:移動( );其移動( )函數(shù)具有多態(tài)性，移動( )函數(shù)是虛函數(shù)。面向?qū)ο蟮亩鄳B(tài)性不但使程序結(jié)構(gòu)更接近現(xiàn)實(shí)世界,且使開發(fā)可互操作的組件成為可能. Ex5_1實(shí)現(xiàn)的語法規(guī)則:例:繪圖軟件系統(tǒng)中的設(shè)計 重畫抽象基類

2、虛函數(shù) draw5.1.1 C+多態(tài)的前提條件必須存在一個類的繼承體系。多態(tài)性的函數(shù)是體系中類的成員函數(shù)，且通過關(guān)鍵字virtual修飾，稱為虛函數(shù)。虛函數(shù)的多態(tài)調(diào)用是通過基類對象引用或指針。語法：class virtual ;class : public virtual ;/基類的成員函數(shù)顯式聲明為虛函數(shù)，派生類相應(yīng)的成員函數(shù)沒有顯式聲明也自動成為虛函數(shù)。void xFunc (基類名 *pObj) pObj- virtualFunction( );Ex5_1 比較virtual的作用5.1 運(yùn)行期綁定、編譯期綁定編譯期綁定：在編譯期就確定了函數(shù)調(diào)用的入口地址。運(yùn)行期綁定：在編譯期并沒有確定

3、了函數(shù)調(diào)用的入口地址，而是在程序運(yùn)行時。問題：怎樣才能找到所運(yùn)行的函數(shù)入口地址？根據(jù)什么？答：系統(tǒng)對各個虛函數(shù)建有入口地址表，在運(yùn)行時根據(jù)this指針查找相應(yīng)的入口地址。面向?qū)ο蟮念悗斓捏w系結(jié)構(gòu)class Bpublic:virtual void OnDraw()coutB:m()endl;void Run()if( getMsg()=WM_PAINT)OnDraw();/.;class D : public Bpublic:virtual void OnDraw()coutD:m()vtbl.vm(); p-m();void Func( BC *p) p-vm();/哪個m()? p-m()

4、;/哪個m()?多態(tài)性的運(yùn)行開銷比較: 虛表占用的內(nèi)存,訪問虛表.但顯然開銷大不了多少.bvtblbvtbldstruct Vtbl void (*vm)(); &BC:vm&DC:vm內(nèi)存映射：5.1.4 構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)構(gòu)造函數(shù)不能是虛函數(shù)。析構(gòu)函數(shù)可以是虛函數(shù)?；惖奈鰳?gòu)函數(shù)聲明為虛函數(shù)那么也自動為虛函數(shù)（為清晰，最好還是用virtual顯式修飾。）5.1.6 靜態(tài)成員函數(shù)，頂層函數(shù)不可能是虛函數(shù)（因沒有this指針）5.3 重載、覆蓋、遮蔽各種函數(shù)重名的情況：1）頂層函數(shù)2）在一個類中3）基類與派生類中4）不同的基類中5）不同的派生類中5.3.1重載函數(shù)同名，但具有不同的函數(shù)簽名。5

5、.3.3 遮蔽派生類中的函數(shù)，遮蔽基類的同名非虛函數(shù)，即使是不同簽名。（即基類派生類間的重載失效.)5.3.2 覆蓋（override ）派生類中的函數(shù)，覆蓋基類的相同簽名虛函數(shù)，動態(tài)綁定，多態(tài)性。5.2 示例程序：影片管理系統(tǒng)菜單：1.Open2.Add Data1)type (Film/DirectorCut/ForeignFilm)2)info3.Output Data4.Save5.Quit5.4 抽象基類5.4.1 純虛成員函數(shù)class Apublic:virtual int Func(int a) = 0 ;注意:沒有實(shí)現(xiàn)部分.5.4.2抽象類含有純虛成員函數(shù)的類。抽象類作為基類

6、使用。抽象類不能實(shí)例化。例: A a; X抽象基類作用：使用虛成員函數(shù)是為了多態(tài)性，為了使類體系具有一致的用戶接口，但對于頂層的基類，可能是高度抽象，沒有實(shí)際的代碼可寫，于是使用虛成員函數(shù)，可節(jié)省內(nèi)存，可使各種組件的互操作成為可能。例：微軟的組件對象模型COM的基礎(chǔ)struct IUnknownvirtual LONG QueryInterface(REFIID iid, void * ppvObject )=0;virtual ULONG AddRef(void)=0;virtual ULONG Release(void)=0; Ex5_45.5 運(yùn)行期類型識別5.5.3 類型轉(zhuǎn)換1.強(qiáng)制轉(zhuǎn)

7、換 2. static_cast 3. dynamic_cast例:BC *pbc=new DC;DC *pdc= (DC*)pbc; /1DC *pdc= static_cast(pbc); /2DC *pdc= dynamic_cast(pbc); /3DC &dc= (DC&)(*pbc); /1DC &dc= static_cast(*pbc); /2DC &dc= dynamic_cast(*pbc); /3區(qū)別:若轉(zhuǎn)換不成功, dynamic_cast的結(jié)果為NULL(0),且只能用于多態(tài)性類型能動態(tài)類型識別5.5.4 typeid操作符格式typeid(表達(dá)式)=typeid(類

8、型)例：class BC virtual void m();class DC : public BC ; BC *p=new DC; int x=5;typeid( x) = typeid (int ) / truetypeid( p) = typeid (BC *) / truetypeid( p) = typeid (DC *) / false typeid( *p) = typeid (BC) / falsetypeid( *p) = typeid (DC) / true注意：基類必須有虛函數(shù)，上面才對。VC+ 6.0 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法小結(jié)組合: 組合了其它對象class Window Button bn; ;優(yōu)點(diǎn)：封裝性好 , 專注于一項(xiàng)任務(wù). 缺點(diǎn)：系統(tǒng)中的對象可能過多 繼承:繼承基類,擴(kuò)展改變基類class Circle : public Point;優(yōu)點(diǎn):容易進(jìn)行新的實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槠浯蠖鄶?shù)可繼承而來。缺點(diǎn) :破壞了封裝性，當(dāng)父類的實(shí)現(xiàn)更改時，子類也不得不隨之