第8章类多态性与虚函数复习
面向对象程序设计C - 东华大学
龚涛
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东华大学信息科学与技术学院
第8章 多态性和虚函数 8.6 虚析构函数
在析构函数前面加上关键字virtual进行说明， 称该析构函数为虚析构函数。
静态联编和动态联编都属于多态性，它们是在不同阶段对不同 实现进行不同的选择。
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第8章 多态性和虚函数 8.4 虚函数
虚函数是动态联编的基础。虚函数是成员函数，而 且是非static的成员函数。说明虚函数的方法如下：
virtual <类型说明符> <函数名>(<参数表>) 其中，被关键字virtual说明的函数称为虚函数。
重载函数的意义在于它可以用相同的名字访问一组 相互关联的函数，由编译程序来进行选择，因而有助于 解决程序复杂性的问题。
(1) 不要使用重载函数来描述毫不相干的函数。
(2) 在类中，构造函数可以重载，普通成员函数也可 以重载。
(3) 在重载函数中使用参数的默认值要避免二义性。
龚涛
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由于C语言的数组中没有保存其大小，因此，不能 对数组元素进行存取范围的检查，无法保证给数组动态 赋值不会越界。利用C++语言的类可以定义一种更安全、 功能更强的数组类型。为此，为该类定义重载运算符[]。
2. 重载增1减1运算符
增1减1运算符是单目运算符，分为前缀运算和后缀 运算两种。为了区分这两种运算，将后缀运算视为双目 运算符。表达式obj++或obj—被看作obj++0或obj—0。
c++多态性与虚函数习题答案
多态性与虚函数1．概念填空题1.1 C++支持两种多态性,分别是编译时和运行时。
1.2在编译时就确定的函数调用称为静态联编，它通过使用函数重载，模板等实现。
1.3在运行时才确定的函数调用称为动态联编，它通过虚函数来实现。
1.4虚函数的声明方法是在函数原型前加上关键字virtual。
在基类中含有虚函数，在派生类中的函数没有显式写出virtual关键字，系统依据以下规则判断派生类的这个函数是否是虚函数：该函数是否和基类的虚函数同名；是否与基类的虚函数参数个数相同、类型；是否与基类的虚函数相同返回类型。
如果满足上述3个条件，派生类的函数就是虚函数。
并且该函数覆盖基类的虚函数。
1.5 纯虚函数是一种特别的虚函数，它没有函数的函数体部分，也没有为函数的功能提供实现的代码，它的实现版本必须由派生类给出，因此纯虚函数不能是友元函数。
拥有纯虚函数的类就是抽象类类，这种类不能实例化。
如果纯虚函数没有被重载，则派生类将继承此纯虚函数，即该派生类也是抽象。
3．选择题3.1在C++中,要实现动态联编,必须使用(D)调用虚函数。
A.类名B.派生类指针C.对象名D.基类指针3.2下列函数中,不能说明为虚函数的是(C)。
A.私有成员函数B.公有成员函数C.构造函数D.析构函数3.3在派生类中,重载一个虚函数时,要求函数名、参数的个数、参数的类型、参数的顺序和函数的返回值(A)。
A.相同B.不同C.相容D.部分相同3.4当一个类的某个函数被说明为virtual时，该函数在该类的所有派生类中（A）。
A．都是虚函数B．只有被重新说明时才是虚函数C．只有被重新说明为virtual时才是虚函数D．都不是虚函数3.5（C）是一个在基类中说明的虚函数，它在该基类中没有定义，但要求任何派生类都必须定义自己的版本。
A．虚析构函数B．虚构造函数C．纯虚函数D．静态成员函数3.6 以下基类中的成员函数，哪个表示纯虚函数（C）。
A．virtual void vf(int)；B．void vf(int)=0；C．virtual void vf( )=0；D．virtual void vf(int){ }3.7下列描述中，（D）是抽象类的特性。
【C++面向对象的程序设计】6多态性
虚析构函数
析构函数的作用是对象撤销之后清理现场。 在派生类对象撤销时，一般先调用派生类的 析构函数。再调用基类的析构函数。
然而，当定义的是一个指向基类的指针变量， 使用new运算符建立临时对象时，如果基类 中有析构函数，则在使用delete析构时只会 调用基类的析构函数。
这就需要将基类中的析构函数声明为虚函数。
虚函数的声明与使用
声明虚函数的一般格式如下： virtual 函数原型；
⑴ 必须首先在基类中声明虚函数。 ⑵ 派生类中与基类虚函数原型完全相同的成员函 数，即使在说明时前面没有冠以关键字virtual也 自动成为虚函数。
声明虚函数
⑶ 只有非静态成员函数可以声明为虚函数。 ⑷ 不允许在派生类中定义与基类虚函数名字及参数 特征都相同，仅仅返回类型不同的成员函数。 编译时 出错。 ⑸ 系统把函数名相同但参数特征不同的函数视为不 同的函数。 ⑹ 通过声明虚函数来使用C++提供的多态性机制时， 派生类应该从它的基类公有派生。
构函数等内容。
本章内容
静态联编与动态联编 虚函数的声明与使用 纯虚函数和抽象类 虚析构函数
Hale Waihona Puke 静态联编与动态联编所谓联编(tinding)，就是使一个计算机程序的不同部 分彼此关联的过程。
静态联编在编译阶段完成，因为所有联编过程都在程 序开始运行之前完成，因此静态联编也叫先前联编或早期 联编。
另一种情况编译程序在编译时并不确切知道应把发送 到对象的消息和实现消息的哪段具体代码联编在一起，而 是在运行时才能把函数调用与函数体联系在一起，则称为 动态联编。
动态联编的实现
C ++语言中的动态联编是通过使用虚函数表 (Virtual Function Table)来实现的，虚函数表也称 为v-表。
第8章多态性模板
可以考虑重载整个运算符系列：
如果重载一个二元运算符（如运算符
+ ），那么类用户可以合理地假定一元
运算符 + 、一元运算符 ++ （包括前缀和 后缀）以及二元运算符 +=仍然可以像原 来一样使用。
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8.2.2 运算符重载为成员函数
以双目运算符 + 为例，便捷地实现表达式 “X+y”，其中X为类A的对象； 如果要重载“+”为类 A 的成员函数，该函数 只有一个形参，形参的类型是y所属的类型。 经过重载之后，表达式X+y就相当于函数调用 “X.operator +(y)”; —— 基本原理
双目+运算符重载练习
int main() //是Chars的友元 { Chars A("hello "),B("world!"),C(""); C = A + B; cout << C.c << endl; C = A + "wld"; cout << C.c << endl; C += B; cout << C.c << endl; cout << "程序运行结束\n"; return 0; }
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运算符重载的实现 运 算 符 重 载 的 实 现
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运算符分为两类：单目、双目 运算符的重载形式有两种：重载为类的成员函 数和重载为类的友元函数。 运算符重载的语法形式如下：
<函数类型> operator <运算符>(<形参表>)
多态性与虚函数实验报告
多态性与虚函数实验报告实验目的：通过实验掌握多态性和虚函数的概念及使用方法，理解多态性实现原理和虚函数的应用场景。
实验原理：1.多态性：多态性是指在面向对象编程中，同一种行为或者方法可以具有多种不同形态的能力。
它是面向对象编程的核心特性之一，能够提供更加灵活和可扩展的代码结构。
多态性主要通过继承和接口来实现。
继承是指子类可以重写父类的方法，实现自己的特定行为；接口是一种约束，定义了类应该实现的方法和属性。
2.虚函数：虚函数是在基类中声明的函数，它可以在派生类中被重新定义，以实现多态性。
在类的成员函数前面加上virtual关键字，就可以将它定义为虚函数。
当使用基类指针或引用调用虚函数时，实际调用的是派生类的重写函数。
实验步骤：1. 创建一个基类Shape，包含两个成员变量color和area，并声明一个虚函数printArea(用于打印面积。
2. 创建三个派生类Circle、Rectangle和Triangle，分别继承Shape类，并重写printArea(函数。
3. 在主函数中，通过基类指针分别指向派生类的对象，并调用printArea(函数，观察多态性的效果。
实验结果与分析：在实验中，通过创建Shape类和派生类Circle、Rectangle和Triangle，可以实现对不同形状图形面积的计算和打印。
当使用基类指针调用printArea(函数时，实际调用的是派生类的重写函数，而不是基类的函数。
这就是多态性的实现，通过基类指针或引用，能够调用不同对象的同名函数，实现了对不同对象的统一操作。
通过实验1.提高代码的可扩展性和灵活性：通过多态性，可以将一类具有相似功能的对象统一管理，节省了代码的重复编写和修改成本，增强了代码的可扩展性和灵活性。
2.简化代码结构：通过虚函数，可以将各个派生类的不同行为统一命名为同一个函数，简化了代码结构，提高了代码的可读性和维护性。
3.支持动态绑定：通过运行时的动态绑定，可以根据对象的实际类型来确定调用的函数，实现了动态绑定和多态性。
【大学】C++面向对象程序设计 多态性与虚函数
调用不同的类（基类或派生类）的虚函数，从而完成不同的功能，这
又是一种多态性的体现。
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蚌埠学院计算机系 4
C++面向对象程序设计
9.1.2 静态多态性和动态多态性
编译时多态通过静态联编实现，运行时多态通过动态联 编实现。
1 联编 在面向对象程序设计中，联编（binding）的含义是把
一个函数名与其实现的代码联系在一起，即主调函数代码 必须与被调函数代码连接起来。
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C++面向对象程序设计
9.2 对虚函数的限制
9.2.1 声明虚函数的限制
一般情况下，可将类中具有共性的成员函数声明为虚函数，而个 性的函数往往为某一个类独有，声明为一般成员函数。将类的成员函 数声明为虚函数有利于编程，但下面的函数不能声明为虚函数：
⑴构造函数不能声明为虚函数。构造函数在对象创建时调用，完成对象 的初始化，此时对象正在创建中，基类指针无从指向。只有在构造过 程完成后，对象才存在，才能被基类指针指向。
9.1.1 多态性的实现方法
同一段代码，当用不同的对象去调用时，该代码具有不同的功能，这 称为多态性。C++提供的多态性分为静态多态性（编译时多态）和动 态多态性（运行时多态）。静态多态性是一种编译时的多态，是通过 重载和模板实现的。动态多态性是一种运行时的多态，其基础是数据 封装和继承机制，通过继承建立类层次，并通过在基类中定义虚函数 来实现多态性，即在基类和派生类中建立同名的函数，但是函数的功 能是不同的。
2 静态多态性
在没有类层次的场合，使用函数重载的方式实现静态多态性。 各个重载函数名称相同，但参数表应在参数个数、类型和次序 上有所不同。编译器根据参数表来识别各个重载函数。根据参 数表，系统在编译时就完成静态联编的过程。关于没有类层次 的函数重载实现多态的例子前面已经介绍，这里不再赘述。
多态与虚函数 练习题
多态与虚函数练习选择题单选题1.要实现动态多态性，可以通过（）调用虚函数。
A. 基类指针B. 成员名限定C. 对象名D. 派生类名2.以下（）成员函数表示纯虚函数。
A. virtual int vf(int);B. void vf(int)=0;C. virtual void vf()=0;D. virtual void vf(int) { };3.关于纯虚函数和抽象类的描述中，错误的是（）。
A. 纯虚函数是一种特殊的虚函数，它没有具体的实现B. 抽象类是指具有纯虚函数的类C. 一个基类中说明有纯虚函数，该基类派生类一定不再是抽象类D. 抽象类只能作为基类来使用，其纯虚函数的实现由派生类给出4.下面4个选项中，（）是用来声明虚函数的。
A. virtualB. publicC. usingD. false5.下列关于动态联编的描述中，错误的是（）。
A. 动态联编是以虚函数为基础B. 动态联编是运行时确定所调用的函数代码的C. 动态联编调用函数操作是指向对象的指针或对象引用D. 动态联编是在编译时确定操作函数的6.关于虚函数的描述中，（）是正确的。
A. 虚函数是一个静态成员函数B. 虚函数是一个非成员函数C. 虚函数既可以在函数说明时定义，也可以在函数实现时定义D. 派生类的虚函数与基类中对应的虚函数具有相同的参数个数和类型7.下面关于友元的描述中，错误的是（）。
A. 友元函数可以访问该类的私有数据成员B. 一个类的友元类中的成员函数都是这个类的友元函数C. 友元可以提高程序的运行效率D. 类与类之间的友元关系可以继承8.下面描述中，正确的是（）。
A. virtual可以用来声明虚函数B. 含有纯虚函数的类是不可以用来创建对象的，因为它是虚基类C. 即使基类的构造函数没有参数，派生类也必须建立构造函数D. 静态数据成员可以通过成员初始化列表来初始化9.如果一个类至少有一个纯虚函数，那么就称该类为（）A. 抽象类B. 虚函数C. 派生类D. 以上都不对10.下列描述中，（）是抽象类的特征。
第八章 继承与多态习题(C++)
第八章继承与多态习题一.基本概念与基础知识自测题8.1填空题8.1.1 如果类α继承了类β，则类α称为（1）类，而类β称为（2）类。
（3）类的对象可作为（4）类的对象处理，反过来不行，因为（5）。
如果强制转换则要注意（6）。
答案：（1）基类（2）派生类（3）派生类（4）基类（5）派生类有一些新成员（6）只能派生类强制转换为基类8.1.2 当用public继承从基类派生一个类时，基类的public成员成为派生类的（1）成员，protected成员成为派生类的（2）成员，对private成员是（3）。
公有派生可以使其类的（4），所以公有派生是主流。
答案：（1）public成员（2）protected成员（3）不可访问（4）接口不变8.1.3 利用继承能够实现（1）。
这种实现缩短了程序开发的时间，VC++中的（2）很好地体现了这一点。
答案：（1）代码的复用（2）MFC编程8.1.4 一个派生类只有一个直接基类的情况称为（1），而有多个直接基类的情况称为（2）。
继承体现了类的（3）概念，这在MFC中得到了很好表现，MFC中只采用了（4）。
答案：（1）单继承（2）多重继承（3）层次（4）单继承8.1.5 C++中多态性包括两种多态性：（1）和（2）。
前者是通过（3）实现的，而后者是通过（4）和（5）来实现的。
答案：（1）编译时的（2）运行时的（3）函数和运算符的重载（4）类继承关系（5）虚函数8.1.6 在基类中将一个成员函数说明成虚函数后，在其派生类中只要（1）、（2）和（3）完全一样就认为是虚函数，而不必再加关键字（4）。
如有任何不同，则认为是（5）而不是虚函数。
除了非成员函数不能作为虚函数外，（6）、（7）和（8）也不能作为虚函数。
答案：（1）同虚函数名（2）同参数表（3）同返回类型。
如基类中返回基类指针，而派生类中返回派生类指针是允许的（4）virtual（5）重载（6）静态成员函数（7）内联函数（8）构造函数8.1.7 纯虚函数定义时在函数参数表后加（1），它表明程序员对函数（2），其本质是将指向函数体的指针定为（3）。
虚函数
运行结果： P1.area()=0 C1.area()=1256.64 Pp->area()=1256.64 Rp.area()=1256.64
第 9 章
多 态 性
程序解释： 程序16行在基类Point中，将area()声明为虚函数。 第39通过Point类对象P1调用虚函数area()。 第41通过circle类对象C1调用area()，实现静态联编，调用的是Circle类area()。 第44、46行分别通过Point类型指针与引用调用area()，由于area()为虚函数，此 时进行动态联编，调用的是实际指向对象的area()。
第 9 章
多 态 性
Pp->area()=0 Rp.area()=0
C + + 语 言 程 序 设 计 教 程
9.3.1 静态联编与动态联编
程序解释：
程序39行调用P1.area()显示了Point类对象P1的面积； 程序41行通过调用C1.area() 显示了Circle类对象C1的面积；由于在类Circle中重新定义了area(), 它覆盖了基类的 area(), 故通过C1.area()调用的是类Circle中的area(), 返回了正确结果。 依照类的兼容性，程序43行用一个point型的指针指向了Circle类的对象C1, 第44行通 过Pp->area()调用area(), 那么究竟调用的是哪个area(), C++此时实行静态联编，根据 Pp的类型为Point型，将从Point类中继承来的area()绑定给Pp, 因此，此时调用的是 Point派生的area(), 显示的结果为0。 同样，在第46行由引用Rp调用area()时，也进行静态联编，调用的是Point派生的 area(), 显示的结果为0。 显然，静态联编盲目根据指针和引用的类型而不是根据实际指向的目标确定调用的 函数，导致了错误。 动态联编则在程序运行的过程中，根据指针与引用实际指向的目标调用对应的函数 ，也就是在程序运行时才决定如何动作。虚函数（virtual function）允许函数调用与函 数体之间的联系在运行时才建立，是实现动态联编的基础。虚函数经过派生之后，可以 在类族中实现运行时的多态，充分体现了面向对象程序设计的动态多态性。
虚 函 数
(6)一个虚函数无论被公有继承多少次，它仍然保持其 虚函数的特性。
my_base--------
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从程序运行的结果可以看出，虽然执行语句mp=&mc;后， 指针mp已经指向了对象mc,但是它所调用的函数（mp>show()),仍然是其基类对象的show()，显然这不是我 们所期望的。出现这个问题的原因以及解决方法，我 们将在下一节介绍。在此先说明引入派生类后，使用 对象指针应注意的几个问题：
derive op2; //定义派生类derive的对象op2
ptr=&op1;
//使指针ptr指向对象op1
ptr=&op2;
//错误，不允许将base类指针ptr指
向它的私有派生类//对象op2
//…
}
(2)允许将一个声明为指向基类的指针指向公有派生类
的对象，但是不能将一个声明为指向派生类对象的指 针指向其基类的对象。
(3)声明为指向基类的指针，当其指向公有派生的
对象时，只能用它来直接访问派生类中从基类继承来
的成员，而不能直接访问公有派生类中定义的成员，
例如：
class A { //... public: void print1(); }; class B:public A{ //... public: print2(); };
可见，虚函数同派生类的结合和使C++支持运行时的多 态性，而多态性对面向对象的程序设计是非常重要的， 实现了在基类定义派生类所拥有的通用接口，而在派 生类定义具体的实现方法，即常说的“同一接口，多 种方法”。
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第8章多态性与虚函数
（一）本章知识点
1.多态性的概念
2.静态联编所支持的多态性和动态联编所支持的多态性；
3.静态联编中的赋值兼容性及名字支配规律；
4.虚函数的概念和定义；
5.虚函数实现多态性的条件；
6.构造函数和析构函数调用虚函数；
7.纯虚函数与抽象类；
（二）考核要求
1.理解多态性的概念，达到“领会”层次；
2.了解动态联编所支持的多态性，了解静态联编所支持的多态性，达到“识记”层次；
3.掌握虚函数的定义方法，达到“简单应用”层次；
4.理解虚函数实现多态性的条件，达到“领会”层次；
5.熟练掌握构造函数和析构函数调用虚函数，达到“综合应用”层次；
6.熟练掌握纯虚函数与抽象基类，达到“综合应用”层次；
（三）重点与难点
重点：虚函数、纯虚函数、抽象类及产生多态性的条件；
难点：虚函数实现多态性的条件；
主要内容：
1、多态性
2、虚函数
3、多重继承与虚函数
4、类成员函数指针与多态性
考情分析：
本章所占分值3.5%，一般以填空题为主。
重点内容：
虚函数
纯虚函数
抽象类
产生多态的条件
一、多态性与虚函数
历年真题剖析。