面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)-第七章

第七章多態(tài)性(polymorphism)7.1、編譯時(shí)的多態(tài)性與運(yùn)行時(shí)的多態(tài)性7.2、多態(tài)的思考方式7.3、函數(shù)重載7.4、運(yùn)算符重載7.5、虛函數(shù)綜合訓(xùn)練17.1、編譯時(shí)的多態(tài)性與運(yùn)行時(shí)的多態(tài)性1、多態(tài)性的概念多態(tài)性是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一，若程序設(shè)計(jì)語言不支持多態(tài)性，不能稱為面向?qū)ο蟮恼Z言多態(tài)性就是不同（成員）函數(shù)使用同一個(gè)函數(shù)名，即同樣的接口實(shí)現(xiàn)不同的操作擴(kuò)展：多態(tài)性指不同類的對(duì)象對(duì)同一消息作出不同響應(yīng)有繼承關(guān)系運(yùn)算符重載7.1、編譯時(shí)的多態(tài)性與運(yùn)行時(shí)的多態(tài)性2、聯(lián)編多態(tài)性的實(shí)現(xiàn)與聯(lián)編這一個(gè)概念有關(guān)一個(gè)源程序經(jīng)過編譯，連接，成為可執(zhí)行文件的過程是把可執(zhí)行代碼聯(lián)編（或稱裝配）在一起的過程

也就是一個(gè)程序自身彼此關(guān)聯(lián)的過程7.1、編譯時(shí)的多態(tài)性與運(yùn)行時(shí)的多態(tài)性舉例#include<iostream.h>

classPoint

{

public:

Point(doublei,doublej){x=i;y=j;}

doubleArea()const{return0.0;}

private:

doublex,y;

};

classRectangle:publicPoint

{

public:

Rectangle(doublei,doublej,doublek,doublel);

doubleArea()const{returnw*h;}

private:

doublew,h;

};7.1、編譯時(shí)的多態(tài)性與運(yùn)行時(shí)的多態(tài)性Rectangle::Rectangle(doublei,doublej,doublek,doublel)

:Point(i,j)

{

w=k;h=l;

}

voidfun(Point&s)//外部函數(shù)

{

cout<<s.Area()<<endl;

}

voidmain()

{

Rectanglerec(3.0,5.2,15.0,25.0);

fun(rec);

}

調(diào)用哪個(gè)Area函數(shù)？上述聯(lián)編過程存在問題，沒有按我們的期望進(jìn)行聯(lián)編體會(huì)聯(lián)編的含義不同對(duì)象point、rectangle具有相同接口Area()體會(huì)多態(tài)性的含義參數(shù)改為：

Rectangle&s如果Point派生：

Circle7.1、編譯時(shí)的多態(tài)性與運(yùn)行時(shí)的多態(tài)性3、靜態(tài)聯(lián)編和動(dòng)態(tài)聯(lián)編根據(jù)聯(lián)編所執(zhí)行的階段分為：靜態(tài)聯(lián)編：在編譯階段進(jìn)行聯(lián)編，速度快、效率高，但不靈活(含義？)動(dòng)態(tài)聯(lián)編：在程序運(yùn)行階段進(jìn)行聯(lián)編，即直到程序運(yùn)行時(shí)在確定調(diào)用哪個(gè)函數(shù)，靈活性、可維護(hù)性在C＋＋中，編譯時(shí)的多態(tài)性是通過函數(shù)重載和運(yùn)算符重載實(shí)現(xiàn)的，運(yùn)行時(shí)的多態(tài)性是通過繼承和虛函數(shù)來實(shí)現(xiàn)的7.2、多態(tài)的思考方式多態(tài)性允許程序員通過向一個(gè)對(duì)象發(fā)送消息來完成一系列動(dòng)作，無需涉及軟件系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)這些動(dòng)作Area()Area()Rectangle對(duì)象Point對(duì)象發(fā)送消息（調(diào)用）Area()繼承7.2、多態(tài)的思考方式舉例實(shí)現(xiàn)一個(gè)計(jì)算機(jī)繪圖的程序：

假設(shè)有一個(gè)Cricle類，一個(gè)Square類。每個(gè)類都是一個(gè)Shape，并且都有一個(gè)成員函數(shù)Draw()，該函數(shù)負(fù)責(zé)將不同的圖形顯示在屏幕上7.2、多態(tài)的思考方式程序的偽代碼如下:

#include<iostream.h>

enum

ShapeType{SHAPE,CIRCLE,SQUARE};//將圖形形狀定

//義為枚舉類型

classShape

{

public:

Shape()

{

type=SHAPE;

}

ShapeTypetype;

voiddraw(){}//Shape不是具體的圖形，draw()什么也不做

};7.2、多態(tài)的思考方式classCircle:publicShape//定義Circle類

{

public:

Circle()

{

type=CIRCLE;//覆蓋剛賦值的type

}

voiddraw()

{

cout<<“drawcircle”<<endl;//……完成Circle圖形的繪制

}

};

7.2、多態(tài)的思考方式classSquare:publicShape//定義Square類

{

public:

Square()

{

type=SQUARE

}

voiddraw()

{

cout<<"drawSquare"<<endl;//完成Square的繪制工作

}

//….

};

7.2、多態(tài)的思考方式voiddrawShape(Shape&s)//圖形繪制的外部函數(shù)

{

//…

switch(s.type)//判斷對(duì)象的type,決定調(diào)用哪個(gè)draw()函數(shù)

{

caseCIRCLE:

s.Circle::draw();break;

caseSQUARE

s.Square::draw();break;

//…

}

}

7.2、多態(tài)的思考方式分析在一個(gè)繪圖程序中，類似的圖形成員不止兩個(gè)，都要進(jìn)行類似的處理。而且還可能會(huì)增加新的圖形類，例如要增加一個(gè)Traingle類，我們需要對(duì)drawType函數(shù)進(jìn)行修改，使它能夠支持新增加的類型，這樣應(yīng)用程序的維護(hù)量很大，面向?qū)ο蟮膬?yōu)越性被遏制，又回到面向過程程序設(shè)計(jì)的老路上去了。我們可以使用多態(tài)機(jī)制來必免使用上述的代碼。7.3、函數(shù)重載函數(shù)重載：用同一個(gè)名字訪問一組相關(guān)的函數(shù)。也就是說，能使用戶為某一類操作取一個(gè)通用的名字，而由編譯程序來選擇具體由哪個(gè)函數(shù)來執(zhí)行；意義：因而有助于解決程序的復(fù)雜性問題。7.3、函數(shù)重載#include<iostream.h>

voidprint(intn)//定義函數(shù)print

{cout<<n<<endl;}

voidprint(constchar*str)//重載函數(shù)print

{cout<<str<<endl;}

intmain()

{

print(4);//調(diào)用voidprint(intn)

print("helloworld");//調(diào)用voidprint(constchar*)

return0;

}7.3、函數(shù)重載對(duì)于重載函數(shù)，編譯程序能夠通過參數(shù)選擇具體由哪個(gè)函數(shù)來執(zhí)行。在類中，普通成員函數(shù)和構(gòu)造函數(shù)都可以重載，特別是構(gòu)造函數(shù)的重載（它提供了多種初始化方式）給用戶以更大的靈活性在基類和派生類中的函數(shù)重載有兩種情況：一種是函數(shù)參數(shù)有所差別的重載。另一種是函數(shù)所帶的參數(shù)完全相同，只是它們屬于不同的類（基類和派生類）?？梢允褂脤?duì)象名加以區(qū)分和使用”類名::”加以區(qū)分7.4、運(yùn)算符重載1、運(yùn)算符重載的基本概念2、成員運(yùn)算符重載3、友元運(yùn)算符重載4、值返回和引用返回5、增量運(yùn)算符的重載6、轉(zhuǎn)換運(yùn)算符重載7、賦值運(yùn)算符重載7.4、運(yùn)算符重載1、運(yùn)算符重載的基本概念定義：賦予已有的運(yùn)算符多重含義。

C＋＋中通過重新定義運(yùn)算符，使它能夠用于特定類的對(duì)象執(zhí)行特定的功能。這樣就增強(qiáng)了C＋＋語言的擴(kuò)充能力用途：運(yùn)算符重載所定義的操作通常作用在一個(gè)類上，來執(zhí)行對(duì)這個(gè)對(duì)象的運(yùn)算目的：使C++代碼更直觀，易讀。

例如：4+5就比add（4，5）更加直觀7.4、運(yùn)算符重載語法：

類型［類名::］operator重載的運(yùn)算符(參數(shù))

｛

函數(shù)相關(guān)操作

｝

[]表示可選的；在運(yùn)算符重載時(shí)如果有類名，就是成員運(yùn)算符函數(shù)，否則就是友元運(yùn)算符函數(shù)。7.4、運(yùn)算符重載#include<iostream.h>

classInteger//大寫

{

public:

Integer(inti=0)

{

val=i;

}

Integeroperator+(constInteger&a)//重載運(yùn)算符+

{

returnInteger(val+a.val);

}

voidprint()const

{

cout<<“value=”<<val<<endl;

}

private:

intval;

};生成、返回匿名對(duì)象誰的val相加？7.4、運(yùn)算符重載voidmain()

{

Integera(5),b(3),c;

cout<<"objecta";

a.print();

cout<<"objectb";

b.print();

c=a+b;

cout<<"objectc";

c.print();

}

程序運(yùn)行結(jié)果:objectavalue=5objectbvalue=3objectcvalue=8相當(dāng)于”a.+”，調(diào)用a的成員函數(shù)+因?yàn)榇颂幍?本質(zhì)上是單目運(yùn)算符，形式上為雙目，與之前保持不變也是靜態(tài)聯(lián)編7.4、運(yùn)算符重載分析：

上例中為Integer重載了運(yùn)算符“+”，使“+”能夠使用于Integer類的對(duì)象。運(yùn)算符重載是通過編寫函數(shù)定義實(shí)現(xiàn)的。函數(shù)定義包括函數(shù)首部和函數(shù)體，但是函數(shù)名是由關(guān)鍵字operator和其后的要重載的運(yùn)算符號(hào)組成7.4、運(yùn)算符重載在C++中：幾乎所有的運(yùn)算符都可用作重載，包括：

算術(shù)運(yùn)算符：＋，－，*，/，％，＋＋，――

位操作運(yùn)算符：&，|，～，^，<<，>>

邏輯運(yùn)算符：!，&&，||

比較運(yùn)算符：>，<，>=，<=，==，!=

賦值運(yùn)算符：＝，＋＝，－＝，*＝，/=，%=，&=，|＝，<<=，>>=

其他運(yùn)算符：[]，（），－>，new，delete，new[]，delete[],－>*，甚至int等注意：1、運(yùn)算符是在C++系統(tǒng)內(nèi)部定義的，它們的運(yùn)算順序、優(yōu)先級(jí)、目數(shù)在重載過程中都不改變2、有一些運(yùn)算符是不能重載的，例如：

.,.*,::,?:,#,##

7.4、運(yùn)算符重載唯一的三目運(yùn)算符7.4、運(yùn)算符重載2、成員運(yùn)算符重載運(yùn)算符重載包括兩種形式：成員函數(shù)重載和友元運(yùn)

算符重載成員函數(shù)重載：將運(yùn)算符重載函數(shù)定義為類中的成員函數(shù)友元運(yùn)算符重載：將運(yùn)算符重載函數(shù)定義為類中的友元函數(shù)7.4、運(yùn)算符重載成員運(yùn)算符函數(shù)聲明和定義的格式如下：

聲明的格式:

classX｛

…

typeoperator@（參數(shù)表）;

};

定義的格式:

TypeX::operator@（參數(shù)表）

{

函數(shù)體

}

其中type是函數(shù)的返回類型，@是要重載的運(yùn)算符也可以寫成內(nèi)聯(lián)形式7.4、運(yùn)算符重載#include<iostream.h>

classthree_d

{

private:

intx; //x坐標(biāo)

inty; //y坐標(biāo)

intz; //z坐標(biāo)

public:

three_d(inti,intj,intk); //構(gòu)造函數(shù)

three_d(); //默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)

three_doperator+(three_dc);//成員方式重載＋運(yùn)算符

voidshow(); //顯示結(jié)果

};

7.4、運(yùn)算符重載three_d::three_d(inti,intj,intk)//構(gòu)造函數(shù)

{

x=i; //給x賦值

y=j; //給y賦值

z=k; //給z賦值

}

three_d::three_d()//默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)

{

x=0; //初始化x

y=0; //初始化y

z=0; //初始化z

}

7.4、運(yùn)算符重載//重載＋三維坐標(biāo)的相加使用成員運(yùn)算符重載

three_dthree_d::operator+(three_dc)

{

three_dtmp; //定義臨時(shí)變量

tmp.x=x+c.x; //取得x坐標(biāo)

tmp.y=y+c.y; //取得y坐標(biāo)

tmp.z=z+c.z; //取得z坐標(biāo)

returntmp; //返回

}

//顯示坐標(biāo)

voidthree_d::show()

{

cout<<“x=”<<x<<“y=”<<y<<“z=”<<z<<endl;

//顯示x，y，z坐標(biāo)

}如何實(shí)現(xiàn)局部對(duì)象的返回？訪問權(quán)限？7.4、運(yùn)算符重載//主函數(shù)

intmain()

{

three_dob1,ob2(10,11,12),ob3(11,21,31);//定義3個(gè)對(duì)象

cout<<"-------ob1,ob2.ob3-------\n";

ob1.show(); //顯示第一個(gè)對(duì)象

ob2.show(); //顯示第二個(gè)對(duì)象

ob3.show(); //顯示第三個(gè)對(duì)象

ob1=ob2+ob3; //利用重載＋

cout<<"-----ob1=ob2+ob3,--------\n";

ob1.show(); //顯示第一個(gè)對(duì)象

return0;

}

7.4、運(yùn)算符重載3、友元運(yùn)算符重載運(yùn)算符聲明的格式:

classX｛

…

friendtypeoperator@（參數(shù)表）;

};定義的格式:

Typeoperator@（參數(shù)表）

{

函數(shù)體

}其中type是函數(shù)的返回類型，@是要重載的運(yùn)算符7.4、運(yùn)算符重載成員運(yùn)算符函數(shù)與友元運(yùn)算符函數(shù)的區(qū)別友元運(yùn)算符函數(shù)：(1)不屬于任何類對(duì)象；(2)它沒有this指針;(3)若重載的是雙目運(yùn)算符，則參數(shù)表中有兩個(gè)操作數(shù)，如果重載的是單目運(yùn)算符，則參數(shù)表中有一個(gè)操作數(shù)。成員運(yùn)算符函數(shù)：(1)屬于一個(gè)類對(duì)象;(2)它有this指針;(3)若重載的是雙目運(yùn)算符，則參數(shù)表中有一個(gè)操作數(shù)，如果重載的是單目運(yùn)算符，則參數(shù)表中沒有操作數(shù)（隱含this）為什么成員運(yùn)算符函數(shù)少一個(gè)參數(shù)？7.4、運(yùn)算符重載#include<iostream.h>

classthree_d

//定義類

{

private:

intx;

//x坐標(biāo)

inty;

//y坐標(biāo)

intz; //z坐標(biāo)

public:

three_d(inti,intj,intk); //構(gòu)造函數(shù)

three_d(); //默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)

friendthree_doperator+(three_dc,three_dd);

//重載＋使用友元

voidshow(); //顯示結(jié)果

};

7.4、運(yùn)算符重載three_d::three_d(inti,intj,intk)//構(gòu)造函數(shù)

{

x=i; //給x賦值

y=j; //給y賦值

z=k; //給z賦值

}

three_d::three_d()//默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)

{

x=0; //初始化x

y=0; //初始化y

z=0; //初始化z

}

7.4、運(yùn)算符重載//重載＋三維坐標(biāo)的相加使用友元

three_doperator+(three_dc,three_dd)

{

three_dtmp; //定義臨時(shí)變量

tmp.x=c.x+d.x; //取得x坐標(biāo)

tmp.y=c.y+d.y; //取得y坐標(biāo)

tmp.z=c.z+d.z; //取得z坐標(biāo)

returntmp; //返回

}

//顯示坐標(biāo)

voidthree_d::show()

{

cout<<"x="<<x<<"y="<<y<<"z="<<z<<endl;

//顯示x，y，z坐標(biāo)

}

7.4、運(yùn)算符重載//主函數(shù)

intmain()

{

three_dob1,ob2(10,11,12),ob3(11,21,31);//定義3個(gè)對(duì)象

cout<<"-------ob1,ob2.ob3-------\n";

ob1.show(); //顯示第一個(gè)對(duì)象

ob2.show(); //顯示第二個(gè)對(duì)象

ob3.show(); //顯示第三個(gè)對(duì)象

ob1=ob2+ob3; //利用重載＋

cout<<"-----ob1=ob2+ob3,--------\n";

ob1.show(); //顯示第一個(gè)對(duì)象

return0;

}

7.4、運(yùn)算符重載4、值返回和引用返回運(yùn)算符重載過程中有兩種情況：

(1)返回值的類型是值類型;

(2)返回值的類型是引用；

這兩者有什么區(qū)別呢？看下面的例子：把對(duì)象的（數(shù)據(jù)成員）值返回把對(duì)象本身返回7.4、運(yùn)算符重載#include<iostream.h>

classRMB{

public:

RMB(unsignedintd,unsignedintc);//構(gòu)造函數(shù)

friendRMBoperator+(RMB&,RMB&);//重載＋

friendRMB&operator++(RMB&);//重載＋＋

voiddisplay()

{

cout<<(yuan+f/100.0)<<endl;

}

protected:

unsignedintyuan;

unsignedintf;

};

能否定義為成員運(yùn)算符函數(shù)：RMBoperator+(RMB&,RMB&);7.4、運(yùn)算符重載RMB::RMB(unsignedintd,unsignedintc)//構(gòu)造函數(shù)

{

yuan=d;

f=c;

while(f>=100)//規(guī)整人民幣單位，分不超過100

{

yuan++;

f-=100;

}

}

RMB

operator+(RMB&s1,RMB&s2)//兩個(gè)不同數(shù)目的人民幣相加

{

unsignedintf=s1.f+s2.f;

unsignedintyuan=s1.yuan+s2.yuan;

RMBresult(yuan,f);//使用構(gòu)造函數(shù)規(guī)整相加后的結(jié)果

returnresult;//返回值

}7.4、運(yùn)算符重載RMB&operator++(RMB&s)//定義重載運(yùn)算符++

{

s.f++;

if(s.f>=100)

{

s.f-=100;

s.yuan++;

}

returns;//返回引用

}

voidmain(){//主函數(shù)

RMBd1(1,60);

RMBd2(2,50);

RMBd3(0,0);

d3=d1+d2;

++d3;

d3.display();

}程序運(yùn)行結(jié)果:4.117.4、運(yùn)算符重載7.4、運(yùn)算符重載7.4、運(yùn)算符重載采用值返回或引用返回的原則：

1、是否改變自身（或者實(shí)參是否改變）

2、局部對(duì)象不能返回引用

3、返回引用的函數(shù)名可以做左值

作左值的例子：#include<iostream.h>

classCA

{

public:

CA(intx=0,inty=0):a(x),b(y){};

inta,b;

CA&operator+=(constCA&rhs)

{

this->a+=rhs.a;

this->b+=rhs.b;

return*this;

}

CAoperator+(constCA&rhs)

{

intx=a+rhs.a;

inty=a+rhs.b;

CAret(x,y);

returnret;

}This->可省略嗎？作左值的例子：

voiddisp()

{

cout<<a<<“”<<b<<endl;

}

};

voidmain()

{

CAc_one(1,1),c_two(2,2),c_three;

c_three=c_one+c_two;

c_three+=c_two;//!!

c_three.disp();

(c_three+=c_two)=c_one; //把c_one的值賦給c_three

c_three.disp();

}

作左值的例子：理解(1)兩個(gè)函數(shù)沒有返回值行不行？(2)返回對(duì)象和返回引用存在區(qū)別運(yùn)算符重載函數(shù)一般需要返回對(duì)象或引用根據(jù)需要決定根據(jù)實(shí)現(xiàn)決定7.4、運(yùn)算符重載運(yùn)算符重載的注意事項(xiàng)(比較成員、友元運(yùn)算符函數(shù))(1)對(duì)于二元運(yùn)算符，成員運(yùn)算符函數(shù)帶一個(gè)參數(shù)，而友元運(yùn)算符函數(shù)帶兩個(gè)參數(shù)；對(duì)于一元運(yùn)算符，成員運(yùn)算符函數(shù)不帶參數(shù)，而友元運(yùn)算符帶一個(gè)參數(shù)(2)C++的大部分運(yùn)算符既可以聲明為成員運(yùn)算符函數(shù)，又可以聲明為友元運(yùn)算符函數(shù)，具體選擇哪一種情況，主要取決于實(shí)際情況和程序員的習(xí)慣7.4、運(yùn)算符重載(3)當(dāng)運(yùn)算符函數(shù)是一個(gè)成員函數(shù)時(shí)，最左邊的操作數(shù)(或者只有左邊的操作數(shù))必須是運(yùn)算符類的一個(gè)對(duì)象（或者是該類的一個(gè)引用）。如果左邊的操作數(shù)必須是一個(gè)不同類的對(duì)象或者是一個(gè)內(nèi)部類的對(duì)象，該運(yùn)算符函數(shù)必須作為一個(gè)友元函數(shù)實(shí)現(xiàn)(4)在重載運(yùn)算符()、[]、->或者任何賦值運(yùn)算符時(shí)，運(yùn)算符重載函數(shù)必須聲明為類的一個(gè)成員(5)編譯程序?qū)\(yùn)算符重載選擇，遵循著函數(shù)重載的選擇。當(dāng)遇到不很明顯的運(yùn)算符時(shí)，編譯程序?qū)⑷ふ覅?shù)匹配的運(yùn)算符函數(shù)系統(tǒng)已定義的類7.4、運(yùn)算符重載(6)重新定義運(yùn)算符，不改變?cè)\(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)和結(jié)合性。并且運(yùn)算符重載后，也不改變運(yùn)算符的語法結(jié)構(gòu)，即單目運(yùn)算符只能重載為單目運(yùn)算符，雙目運(yùn)算符只能重載為雙目運(yùn)算符(7)不可臆造新的運(yùn)算符。必須把重載運(yùn)算符限制在C＋＋語言中已經(jīng)有的運(yùn)算符范圍允許重載的運(yùn)算符中(8)重載運(yùn)算符的含義必須清楚；重載運(yùn)算符不能有二義性7.4、運(yùn)算符重載5、增量運(yùn)算符的重載（減量運(yùn)算法類似）#include<iostream.h>

classInteger{//Integer類聲明

intvalue;

public:

Integer(intx)

{

value=x;

}

Integer&operator++();//前置增量運(yùn)算符

Integeroperator++(int);//后置增量運(yùn)算符

friend

ostream&operator<<(ostream&,constInteger&);//重載<<運(yùn)算符

};原因：對(duì)對(duì)象進(jìn)行++內(nèi)部類新功能：輸出對(duì)象雙目運(yùn)算符兩個(gè)：前綴、后綴要不要參數(shù)：？要不要返回：？返回引用和對(duì)象的區(qū)別：？可以是成員，也可是友元7.4、運(yùn)算符重載Integer&Integer::operator++()//定義前置增量運(yùn)算符重載函數(shù)

{

value++;//先增量

return*this;//返回原有對(duì)象

}

IntegerInteger::operator++(int)//定義后置增量運(yùn)算符重載函數(shù)

{

Integertemp(value);//臨時(shí)對(duì)象保存原有對(duì)象值

value++;//原有對(duì)象增量修改

returntemp;

}

有this指針I(yè)nt

aaa也行7.4、運(yùn)算符重載ostream&operator<<(ostream&output,constInteger&a)//定義<<運(yùn)算符

{

output<<"Thevalueis"<<a.value;

returnoutput;

}

intmain()

{

Integera(20);

cout<<a<<endl;

cout<<(a++)<<endl;

cout<<a<<endl;

cout<<(++a)<<endl;

return0;

}Cout<<“Thevalueis”<<a.value;程序輸出結(jié)果:Thevalueis20Thevalueis20Thevalueis21Thevalueis22要不要返回：？能不能定義為成員函數(shù)？7.4、運(yùn)算符重載在C++中，前置增量運(yùn)算符和后置增量運(yùn)算符的意義是不同的：

使用前置增量時(shí)，對(duì)對(duì)象進(jìn)行增量修改，然后再返回該對(duì)象。所以前置增量運(yùn)算符操作時(shí)，參數(shù)與返回的是同一對(duì)象。

使用后置增量時(shí)，必須在增量返回之前返

回原有的對(duì)象值。后置增量操作返回的是原有對(duì)象值，不是原有對(duì)象，原有對(duì)象已經(jīng)被增量修改。7.4、運(yùn)算符重載6、轉(zhuǎn)換運(yùn)算符重載賦值、計(jì)算、給函數(shù)傳值以及從函數(shù)返回值都可能會(huì)進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換對(duì)于內(nèi)部數(shù)據(jù)類型，編譯器知道如何轉(zhuǎn)換類型。程序員可以用強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符實(shí)現(xiàn)內(nèi)部類型之間的轉(zhuǎn)換對(duì)于用戶自定義數(shù)據(jù)類型，可以使用以下兩種途徑實(shí)現(xiàn)類型轉(zhuǎn)換：

(1)通過構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換

(2)通過類型轉(zhuǎn)換函數(shù)進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換7.4、運(yùn)算符重載#include<iostream.h>

classInteger{//Integer

public:

Integer(inti);//類型轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù)

friendostream&operator<<(ostream&,constInteger&);//重載<<運(yùn)算符

private:

intvalue;

};

通過構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換：

實(shí)現(xiàn)整型數(shù)

對(duì)象的轉(zhuǎn)換7.4、運(yùn)算符重載Integer::Integer(inti)//定義類型轉(zhuǎn)換函數(shù)

{

cout<<"Typeconvertconstructor"<<endl;

value=i;

}

ostream&operator<<(ostream&output,constInteger&a)

{

output<<"Integervalue="<<a.value;

returnoutput;

}

7.4、運(yùn)算符重載voidmain()

{

Integera=Integer(3);//顯式調(diào)用類型轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù)

cout<<a<<endl;

Integerb=6;//隱式調(diào)用類型轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù)

cout<<b<<endl;

}

程序運(yùn)行結(jié)果:TypeconvertconstructorIntegervalue=3TypeconvertconstructorIntegervalue=67.4、運(yùn)算符重載#include<iostream.h>

classInteger{//Integer類聲明

public:

Integer(inti=0);//類型轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù)

friendostream&operator<<(ostream&,constInteger&);

//重載<<運(yùn)算符

operatorint();//重載類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符

private:

intvalue;

};類型轉(zhuǎn)換函數(shù)進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換含義：它原來就是類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符現(xiàn)在是新含義的類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符沒有返回類型、參數(shù)7.4、運(yùn)算符重載Integer::Integer(intx)

{

cout<<"Integerconstructor"<<endl;

value=x;

}

Integer::operator

int()

{

cout<<"Typechangedtoint"<<endl;

returnvalue;

}

7.4、運(yùn)算符重載ostream&operator<<(ostream&output,constInteger&a)

{

output<<“Integervalue=”<<a.value;

returnoutput;

}

voidmain()

{

Integera(5),b(3),c;

cout<<a<<endl;

cout<<int(a)*2<<endl;//顯式轉(zhuǎn)換

c=a+b;

//隱式轉(zhuǎn)換

cout<<c<<endl;

}7.4、運(yùn)算符重載程序運(yùn)行結(jié)果：

Integerconstructor

Integerconstructor

Integerconstructor

Integervalue=5

Typechangedtoint

10

Typechangedtoint

Typechangedtoint

Integerconstructor

Integervalue=8

構(gòu)造了什么對(duì)象？7.4、運(yùn)算符重載類型轉(zhuǎn)換函數(shù)聲明的一般格式為:

operator類型名();

(1)類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符將對(duì)象轉(zhuǎn)換成類型名規(guī)定的類型。轉(zhuǎn)換形式就像強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換一樣。

(2)如果沒有重載類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符，直接使用強(qiáng)制轉(zhuǎn)換是不行的。因?yàn)閺?qiáng)制轉(zhuǎn)換運(yùn)算符只能對(duì)基本數(shù)據(jù)類型進(jìn)行操作，對(duì)自定義類型的操作沒有定義

(3)沒有返回類型，因?yàn)轭愋兔痛砹怂姆祷仡愋?，故返回類型顯得多余。7.4、運(yùn)算符重載重載類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符的注意事項(xiàng)：(1)類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符重載函數(shù)只能定義為類的成員函數(shù)，不能定義為類的友元函數(shù)(2)類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符重載函數(shù)既沒有參數(shù)，也沒有返回類型(3)類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符重載函數(shù)中必須把目的類型的數(shù)據(jù)做為函數(shù)的返回值(4)一個(gè)類可以定義多個(gè)類型的類型轉(zhuǎn)換函數(shù)，C++編譯器根據(jù)操作數(shù)的類型自動(dòng)選擇一個(gè)合適的類型轉(zhuǎn)函數(shù)與之匹配，在可能出現(xiàn)歧義的情況下，必須顯式地使用相應(yīng)類型的類型轉(zhuǎn)換函數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換7.4、運(yùn)算符重載7、賦值運(yùn)算符重載一般情況，用于類的對(duì)象的運(yùn)算符必須重載但是賦值運(yùn)算符(=)無需重載就可以用于每一個(gè)類。在不提供重載的賦值運(yùn)算符時(shí)，賦值運(yùn)算符的默認(rèn)行為是復(fù)制對(duì)象的數(shù)據(jù)成員，比如前例通常情況下，默認(rèn)的賦值運(yùn)算符操作是能勝任工作但有些應(yīng)用中，僅使用默認(rèn)的賦值運(yùn)算符的操作不夠，還需要根據(jù)用戶的情況對(duì)賦值運(yùn)算符進(jìn)行重載。

有時(shí)使用默認(rèn)的賦值運(yùn)算符會(huì)出現(xiàn)不能正常工作的情況，此時(shí)，程序員必須自己實(shí)現(xiàn)賦值運(yùn)算符重載。7.4、運(yùn)算符重載#include<iostream.h>

#include<string.h>

#include<assert.h>

classString//大寫

{

public:

String(constchar*s)

{

ptr=newchar[strlen(s)+1];

assert(ptr!=0);//確保內(nèi)存分配成功

strcpy(ptr,s);

len=strlen(s);

}

7.4、運(yùn)算符重載~String()

{

delete[]ptr;

}

friendostream&operator<<(ostream&output,constString&s);//重載<<運(yùn)算符

private:

char*ptr;

int

len;

};

ostream&operator<<(ostream&output,constString&s)//重載<<運(yùn)算符

{

output<<s.ptr;

returnoutput;

}7.4、運(yùn)算符重載voidmain()

{

Strings1("test1");

{

Strings2("test2");

s2=s1;

cout<<"s2:"<<s2<<endl;

}

cout<<"s1:"<<s1<<endl;

}

賦的什么值？7.4、運(yùn)算符重載上述程序雖然能夠正確編譯，但是該程序運(yùn)行時(shí)會(huì)發(fā)生指針錯(cuò)誤。

因?yàn)槲覀儧]有為String類重載賦值運(yùn)算符，當(dāng)程序執(zhí)行到語句s2=s1時(shí)，使用默認(rèn)的賦值運(yùn)算符操作，將對(duì)象s1的數(shù)據(jù)成員逐個(gè)拷貝到對(duì)象s2中。此時(shí)s2和s1中的指針成員ptr指向同一塊內(nèi)存空間。當(dāng)s2的生存期(main()函數(shù)內(nèi)層的一對(duì)花括號(hào)間)結(jié)束時(shí)，編譯器調(diào)用析構(gòu)函數(shù)將這一內(nèi)存空間回收。此時(shí)，盡管對(duì)象s1的成員ptr存在，但其指向的空間卻無法訪問了7.4、運(yùn)算符重載#include<iostream.h>

#include<assert.h>

#include<string.h>

classString//大寫

{

public:

String(constchar*s)

{

ptr=newchar[strlen(s)+1];

assert(ptr!=0);//確保內(nèi)存分配成功

strcpy(ptr,s);

len=strlen(s);

}7.4、運(yùn)算符重載~String()

{

delete[]ptr;

}

voiddisp(){cout<<ptr<<endl;};

String&operator=(constString&s)

{

cout<<"oveload"<<endl;

if(ptr)delete[]ptr;

ptr=newchar[strlen(s.ptr)+1];

strcpy(ptr,s.ptr);

len=strlen(s.ptr);

return*this;

}

7.4、運(yùn)算符重載private:

char*ptr;

int

len;

};

voidmain()

{

Strings1("test1");

Strings2=s1;

s2.disp();

s2=s1;

s2.disp();

}

修改主函數(shù)：voidmain()

{

Strings1("test1");

Strings2("test2");

s2.disp();

s2=s1;

s2.disp();

}7.4、運(yùn)算符重載賦值運(yùn)算符重載的注意事項(xiàng)：(1)類的賦值運(yùn)算符"="只能定義為類的成員函數(shù)，不能定義為類的友元函數(shù)(2)C++編譯器默認(rèn)為每個(gè)類重載了賦值運(yùn)算符"=",其默認(rèn)行為是復(fù)制對(duì)象的數(shù)據(jù)成員。但有時(shí)程序員必須自己實(shí)現(xiàn)賦值運(yùn)算符重載，否則會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤(3)重載賦值運(yùn)算符"="時(shí)，賦值運(yùn)算符函數(shù)的返回類型應(yīng)是類的引用，這與賦值的語義相匹配。因?yàn)镃++中要求賦值表達(dá)式左邊的表達(dá)式是左值(4)賦值運(yùn)算符可以被重載，但重載了的運(yùn)算符函數(shù)operator

=()不能被繼承，所有都不能繼承7.5、虛函數(shù)1、引入派生類后的對(duì)象指針2、虛函數(shù)定義3、虛函數(shù)和重載函數(shù)的關(guān)系4、純虛函數(shù)和抽象類動(dòng)態(tài)聯(lián)編實(shí)現(xiàn)的多態(tài)不同類的對(duì)象對(duì)同一消息作出不同響應(yīng)便于程序擴(kuò)充7.5、虛函數(shù)1、引入派生類后的對(duì)象指針公有派生類的對(duì)象可以作為其基類的對(duì)象處理比如：基類

Point，派生類Rectangle、Circle

函數(shù)voidfun(Point&s)但是，反過來是不行的，基類的對(duì)象不能自動(dòng)成為派生類的對(duì)象總結(jié)：派生類對(duì)象也是基類對(duì)象，可以實(shí)現(xiàn)一般性處理（在公有派生時(shí)）7.5、虛函數(shù)通常通過將派生類對(duì)象指針轉(zhuǎn)換為基類指針來實(shí)現(xiàn)一般性處理舉例：例7.15通俗地講：可以用基類指針指向一個(gè)派生類的對(duì)象（在公有派生時(shí)）隱式轉(zhuǎn)換7.5、虛函數(shù)引入派生類指針后，對(duì)象指針的注意事項(xiàng)：1、對(duì)于public繼承，總是可以將派生類指針賦給基類指針1，因?yàn)榕缮悓?duì)象也是基類對(duì)象?；愔羔樦?看到"派生類對(duì)象的基類部分。編譯器進(jìn)行派生類指針向基類指針的隱式轉(zhuǎn)換見上例2、反之，因?yàn)榘鸦愔羔樦苯淤x給派生類指針蘊(yùn)含著危險(xiǎn)性，所以編譯器不允許這么做，也不執(zhí)行隱式類型轉(zhuǎn)換

即：不能用派生類指針指向基類對(duì)象7.5、虛函數(shù)3、聲明為指向基類的指針，當(dāng)它指向公有派生類對(duì)象時(shí)，只能用它來訪問派生類中從基類繼承來的成員，不能訪問派生類中定義的成員。因?yàn)榫幾g器認(rèn)為該指針指向的是基類對(duì)象4、對(duì)于private繼承，不允許將聲明為指向基類對(duì)象的指針指向它的派生類的對(duì)象7.5、虛函數(shù)2、虛函數(shù)定義虛函數(shù)就是在基類中被關(guān)鍵字virtual說明，并在派生類中重新定義的函數(shù)在派生類中重新定義時(shí)，其函數(shù)原型，包括返回類型、函數(shù)名、參數(shù)個(gè)數(shù)與參數(shù)類型的順序，都必須與基類中的原型完全相同7.5、虛函數(shù)#include<iostream.h>

classparent{

protected:

charversion;

public:

parent()

{

version='A'; }

virtualvoidprint()//定義虛函數(shù)print()

{

cout<<"\nTheparent.version"<<version;

}

};

7.5、虛函數(shù)classderived1:publicparent{

private:

intinfo;

public:

derived1(intnumber)

{

info=number;

version='1';

}

voidprint()//重新定義虛函數(shù)print()

{

cout<<"\nThederived1info:"<<info

<<"version"<<version;

}

};省略“:parent()”7.5、虛函數(shù)intmain()

{

parentob,*op；//聲明了基類的對(duì)象和指針

op=&ob;

op->print();//通過基類指針調(diào)用基類的parent的print()

derived1d1(3);

op=&d1;

op->print();//通過基類指針調(diào)用派生類的derived1的print()——多態(tài)

return0;

}程序中語句op->print()；出現(xiàn)了兩次，由于op指向的對(duì)象不同，每次出現(xiàn)都執(zhí)行了print()的不同的版本。程序運(yùn)行的結(jié)果為：

Theparent.VersionA

Thederived1info:3version17.5、虛函數(shù)虛函數(shù)定義與使用的注意事項(xiàng)：1、只有類的成員函數(shù)才能聲明為虛函數(shù)，因?yàn)樘摵瘮?shù)僅適用于有繼承關(guān)系的類對(duì)象，普通函數(shù)不能聲明為虛函數(shù)2、在派生類中對(duì)基類聲明的虛函數(shù)進(jìn)行重定義時(shí)，關(guān)鍵字virtual可以寫也可以不寫3、不能把靜態(tài)成員函數(shù)聲明為虛函數(shù)，因?yàn)殪o態(tài)成員函數(shù)不屬于某個(gè)對(duì)象，而虛函數(shù)是通過對(duì)象指針或引用來調(diào)用的7.5、虛函數(shù)4、構(gòu)造函數(shù)不能是虛函數(shù)，因?yàn)閳?zhí)行構(gòu)造函數(shù)時(shí)，對(duì)象還沒有實(shí)例化。但析構(gòu)函數(shù)可以是虛函數(shù)5、在派生類中重定義虛函數(shù)時(shí)，函數(shù)的原型必須與基類中的函數(shù)原型完全相同6、定義了虛函數(shù)后，我們通過使用基類指針或引用指明派生類對(duì)象并使用該指針或引用來調(diào)用虛函數(shù)的方式來實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)。

雖然可以使用對(duì)象名和點(diǎn)運(yùn)算符的方式來調(diào)用虛函數(shù)，但是這種調(diào)用是在編譯時(shí)進(jìn)行的靜態(tài)關(guān)聯(lián)，它沒有充分利用虛函數(shù)的特性7.5、虛函數(shù)3、虛函數(shù)和重載函數(shù)的關(guān)系在派生類中重新定義基類的虛函數(shù)是函數(shù)重載另一種形式，但它不同于一般的函數(shù)重載(1)當(dāng)普通的函數(shù)重載時(shí)，其函數(shù)的參數(shù)或參數(shù)類型必須有所不同，函數(shù)的返回類型也可以不同；

但是，當(dāng)重載一個(gè)虛函數(shù)時(shí)，也就是說在派生類中重新定義虛函數(shù)時(shí)，要求函數(shù)名、返回類型、參數(shù)個(gè)數(shù)、參數(shù)的類型和順序與基類中的虛函數(shù)原型完全相同(2)多態(tài)的實(shí)現(xiàn)不同7.5、虛函數(shù)4、純虛函數(shù)和抽象類純虛函數(shù)是一個(gè)在基類中說明的虛函數(shù)，它在該基類中沒有定義，但要求在它的派生類中定義自己的版本，或重新說明為純虛函數(shù)純虛函數(shù)的一般形式如下：

virtualtypefunc_name(參數(shù)表)=0;

這里，type是函數(shù)的返回類型，func_name是函數(shù)名，此形式與一般的虛函數(shù)的形式相同，只是在后面多了“＝0”

7.5、虛函數(shù)#include<iostream.h>

classcircle{//聲明類circle

protected:

intr;//圓的半徑

public:

voidsetr(intx)//設(shè)定圓的半徑

{r=x; }

virtualvoidshow()=0;//定義純虛函數(shù)show()

};

//聲明派生類area——從circle類派生

classarea:publiccircle{

public:

voidshow()//重新定義虛函數(shù)show()

{cout<<"areais"<<3.14*r*r<<endl; }

};7.5、虛函數(shù)//聲明派生類perimeter——從circle類派生

classperimeter:publiccircle{//周長

public:

voidshow() //重新定義虛函數(shù)show()

{

cout<<"perimeteris"<<2*3.14*r<<endl;

}

};

voidmain()

{

circle*ptr;//聲明基類circle指針

areaob1;//聲明派生類area對(duì)象

perimeterob2;//聲明派生類perimeter對(duì)象7.5、虛函數(shù)

ob1.setr(10);//調(diào)用基類的方法設(shè)定對(duì)象的屬性

ob2.setr(10);//調(diào)用基類的方法設(shè)定對(duì)象的屬性

ptr=&ob1;//初始化基類指針

ptr->show();//多態(tài)：指向基類的指針調(diào)用area類的成員函數(shù)

ptr=&ob2;

ptr->show();//多態(tài)：指向基類的指針調(diào)用perimeter類的成員函數(shù)

}7.5、虛函數(shù)

在以上的例子中，circle是一個(gè)基類，它表示一個(gè)圓。從它可以派生出面積類area和周長類perimeter。

顯然，基類中定義的show()函數(shù)是沒有任何意義的，它只是用來提供派生類使用的公共接口，所以程序中將其定義為純虛函數(shù)，但在派生類中，則根據(jù)它們自己的需要，具體地重新定義虛函數(shù)。編程過程中常常有這樣的情況，設(shè)計(jì)的基類是一個(gè)很抽象的概念，如形狀。其中計(jì)算面積的成員函數(shù)不能夠完全實(shí)現(xiàn)，只能聲明為純虛函數(shù)，而不必要定義函數(shù)體。7.5、虛函數(shù)含有純虛函數(shù)的被稱為抽象類：

classshape｛//抽象類

virtualfloatarea()=0;//純虛函數(shù)

｝;設(shè)計(jì)抽象類的目的是為了多態(tài)地使用它的成員函數(shù);

對(duì)于抽象類是不能實(shí)例化的。必須通過繼承得到派生類后，在派生類中對(duì)純虛函數(shù)進(jìn)行了定義，再獲得派生類的對(duì)象7.5、虛函數(shù)抽象類和純虛函數(shù)的使用總結(jié)：1、抽象類只能用作其他類的基類，不能實(shí)例化，必須通過繼承得到派生類后，在派生類中對(duì)純虛函數(shù)進(jìn)行了定義，再獲得派生類的對(duì)象2、抽象類中至少包含一個(gè)未定義功能的純虛函數(shù)設(shè)計(jì)抽象類的目的是為了多態(tài)地使用它的成員函數(shù)3、因?yàn)槌橄箢惒荒鼙硎揪唧w的類型，因此，抽象類不能用作參數(shù)類型、函數(shù)返回類型或進(jìn)行顯示類型轉(zhuǎn)換的類型。一般聲明為抽象類的指針或引用，該指針指向它的派生類，從而實(shí)現(xiàn)多態(tài)性7.5、虛函數(shù)4、純虛函數(shù)是在基類中聲明的虛函數(shù)，并不在基類中進(jìn)行定義。如果在派生類中，并沒有對(duì)其抽象基類中的純虛函數(shù)進(jìn)行定義，則該虛函數(shù)在派生類中仍為純虛函數(shù)，而該派生類也是一個(gè)抽象類5、在抽象基類中除了聲明純虛函數(shù)以外，還可以定義普通成員函數(shù)和虛函數(shù)?？梢酝ㄟ^派生類的對(duì)象來訪問它們本章小結(jié)本章介紹了C++中關(guān)于多態(tài)性機(jī)制的相關(guān)知識(shí)。多態(tài)性使得程序內(nèi)需設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)易于擴(kuò)展和維護(hù)，程序可以對(duì)層次中所有現(xiàn)有類的對(duì)象進(jìn)行一般性處理。多態(tài)性是通過虛函數(shù)機(jī)制來實(shí)現(xiàn)的，我們對(duì)虛函數(shù)的定義，使用進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。同時(shí)介紹了抽象類和純虛函數(shù)在實(shí)際設(shè)計(jì)中的作用，并結(jié)合具體的例子介紹了抽象類和純虛函數(shù)的定義和使用。

運(yùn)算符重載在一定程度上提高了程序的可讀性，本章我們對(duì)運(yùn)算符重載的定義和使用進(jìn)行了介紹，并結(jié)合例子說明了幾種常用運(yùn)算符重載的實(shí)現(xiàn)。正確的使用運(yùn)算符可以增加程序的可讀性，但不合理的或過度的使用運(yùn)算符重載會(huì)使程序語義不清且難以閱讀。綜合訓(xùn)練1題目：

利用虛函數(shù)實(shí)現(xiàn)的多態(tài)性來求四種幾何圖形的面積之和。這四種幾何圖形是：三角形、矩形、正方形和圓。

幾何圖形的類型可以通過構(gòu)造函數(shù)或通過成員函數(shù)來設(shè)置綜合訓(xùn)練1分析：1、定義一個(gè)包含兩個(gè)虛函數(shù)的類：

class

Shape{

public:

virtual

float

Area(

void)

=0;//求面積

virtual

void

Setdata(float

,float

=0)

=0;//設(shè)置圖形數(shù)據(jù)

};因?yàn)镾hape的形狀是抽象的，無法計(jì)算面積和設(shè)置形狀數(shù)據(jù)綜合訓(xùn)練12、定義一個(gè)計(jì)算面積之和的類，該類中定義一個(gè)指向基類Shape的指針數(shù)組，其元素分別指向由基類Shape派生出的不同的幾何圖形類，并完成求出所有幾何圖形面積之和，以及設(shè)置參數(shù)的函數(shù)。為什么定義指針數(shù)組？綜合訓(xùn)練1classShape{

public:

virtualfloatArea(void)=0; //虛函數(shù)

virtualvoidSetdata(float,float=0)=0;//虛函數(shù)

};

classTriangle:publicShape{

floatW,H; //三角形邊長為W，高為H

public:

Triangle(floatw=0,floath=0)

{W=w;H=h;}

floatArea(void) //定義虛函數(shù)

{returnW*H/2;}

voidSetdata(float

w,floath=0)//定義虛函數(shù)

{

W=w;H=h;

}

};綜合訓(xùn)練1classRectangle:publicShape{

floatW,H; //矩形邊長為W，高為H

public:

Rectangle(floatw=0,floath=0){W=w;H=h;}

floatArea(void)//定義虛函數(shù)

{

returnW*H;

}

voidSetdata(float

w,floath=0)//定義虛函數(shù)

{

W=w;H=h;

}

};

綜合訓(xùn)練1classSquare:publicShape{

floatS;//正方形邊長S

public:

Square(floata=0)

{

S=a;

}

floatArea(void)//定義虛函數(shù)

{

returnS*S;

}

voidSetdata(floatw,floath=0)//定義虛函數(shù)

{

S=w;

}

};綜合訓(xùn)練1classCircle:publicShape{

floatR;//圓的半徑為R

public:

Circle(floatr=0)

{

R=r;

}

floatArea(void)//定義虛函數(shù)

{

return3.1415926*R*R;

}

voidSetdata(floatw,floath=0)//定義虛函數(shù)

{

R=w;

}

};綜合訓(xùn)練1classCompute{

Shape**s;