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  • C++ 多态

    个人笔记,仅供复习

    1.虚函数

    1.1 定义:在类的定义中,前面有virtual关键字的成员函数就是虚函数。

    1.2 写法:virtual 关键字只用在类定义里的函数声明中, 写函数体时不用。

    1.3 代码实例:

    class A{
    	virtual void say();
    };
    void A::say(){
    	cout << "hello" << endl;
    }

    2.多态的表现形式:

    2.1多态的表现形式一:派生类的指针可以赋给基类指针。通过基类指针调用和派生类同名的虚函数时:

    • 若该指针指向一个基类的对象,那么被调用是基类的虚函数
    • 若该指针指向一个派生类对象,那么被调用的是派生类的虚函数

    这种机制就叫虚函数

    2.2 多态的表现形式二:派生类的对象可以赋给基类引用。通过基类引用调用和派生类种的同名虚函数时:

    • 若该引用引用的是一个基类的对象,那么被调用的是基类的虚函数
    • 若该引用引用的是一个派生类对象,那么被调用的是派生类的虚函数

    2.3 代码实例:

    #include<iostream>
    using namespace std;
    class Base{
    	public:
    		virtual void say_hello(){
    			cout << "hello" << endl;
    		}
    };
    class Pai:public Base{
    	public:
    		virtual void say_hello(){
    			cout << "I refuse!" << endl;
    		}
    };
    int main()
    {
    	Pai a;
    	Base b;
    	Base *pr = &a;
    	(*pr).say_hello();//调用的是Pai类种的虚函数
    	return 0;
    }

    3.多态的作用

    3.1 可扩充性:在面向对象的程序设计中使用多态,能够增强程序的可扩充性,即程序需要修改或增加功能的时候,需要改动和增加的代码较少。

    3.2 代码实例:输入若干个几何形体的参数, 要求按面积排序输出。输出时要指明形状。

    input:

    第一行是几何形体数目n(不超过100).下面有n行,每行以一个字母c开头.
    若 c 是 ‘R’,则代表一个矩形,本行后面跟着两个整数,分别是矩形的宽和高;
    若 c 是 ‘C’,则代表一个圆,本行后面跟着一个整数代表其半径

    若 c 是 ‘T’,则代表一个三角形,本行后面跟着三个整数,代表三条边的长度

    output:

    按面积从小到大依次输出每个几何形体的种类及面积。每行一个几何形体,输 出格式为:形体名称:面积

    #include<iostream>
    #include<cmath>
    #include<cstdio>
    #include<algorithm>
    using namespace std;
    class Cshape{
    	public:
    		virtual double area() = 0;
    		virtual void Print() = 0;
    };
    class Circular:public Cshape{
    	private:
    		double r;
    	public:
    		virtual double area(){
    			return r*r*3.14;
    		}
    		virtual void Print(){
    			cout << "Circular:"<<area()<<endl;
    		}
    		Circular(double r):r(r){ }
    };
    class Rectangle:public Cshape{
    	private:
    		int length,width;
    	public:
    		virtual double area(){
    			return length*width;
    		}
    		virtual void Print(){
    			cout << "Rectangle:"<<area()<<endl;
    		}
    		Rectangle(int length,int width):length(length),width(width){	}
    };
    class Triangle:public Cshape{
    	private:
    		int a,b,c;
    	public:
    		virtual double area(){
    			double p = (a+b+c)/2;
    			return sqrt(p*(p-a)*(p-b)*(p-c));
    		}
    		virtual void Print(){
    			cout << "Triangle:"<<area()<<endl;
    		}
    		Triangle(int a,int b,int c):a(a),b(b),c(c){	}
    };
    bool cmp2(Cshape *a,Cshape *b){
    	return a->area() < b->area();
    }
    int main()
    {
    	Cshape *pr[100];
    	int n;
    	cin >> n;
    	char c;
    	for(int i = 0;i < n;i++){
    		getchar();
    		cin >> c;
    		if(c == 'R'){
    			int length,width;
    			cin >> length >> width;
    			pr[i] = new Rectangle(length,width);
    		}
    		else if(c == 'C'){
    			int r;
    			cin >> r;
    			pr[i] = new Circular(r);
    		}
    		else{
    			int a,b,c;
    			cin >> a >> b >> c;
    			pr[i] = new Triangle(a,b,c);
    		}
    	}
    	sort(pr,pr+n,cmp2);
    	for(int i = 0;i < n;i++)	pr[i]->Print();
    	return 0;
    }

    4.注意事项

    4.1 在构造函数和析构函数种调用虚函数:在构造函数和析构函数中调用虚函数,不是多态。编译时即可确定,调用的函数是自己的类或基类中定义的函数,不会等到运行时才决定调用自己的还是派生 类的函数。

    4.2 派生类种和基类同名同参的函数,不加virtual也会自动变成虚函数。

    4.2 虚函数的访问权限:

    #include<iostream>
    using namespace std;
    class Base{
    	private:
    		virtual void fun2(){
    			cout << "Base::fun2()" << endl;
    		}
    };
    class Derived:public Base{
    	public:
    		virtual void fun2(){
    			cout << "Derived::fun2()" << endl;
    		}
    };
    int main()
    {
    	Derived d;
    	Base *pBase = & d;
    	pBase -> fun2();//编译出错 
    	return 0;
    }
    •  编译出错是因为 fun2() 是Base的私有成员。即使运行到此时实际上调用的应该是 Derived的公有成员 fun2()也不行,因为语法检查是不考虑运行结果的。 
    • 如果 将Base中的 private换成public,即使Derived中的fun2() 是private的,编译依然能通过,也能正确调用Derived::fun2()。

    5.虚析构函数

    5.1 背景:通过基类的指针删除派生类对象时,通常情况下只调用基类的析构函数 。但是,删除一个派生类的对象时,应该先调用派生类的析构函数,然后调用基类的析构函数。 

    5.2 解决办法:把基类的析构函数声明为virtual 

    • 派生类的析构函数可以virtual不进行声明
    • 通过基类的指针删除派生类对象时,首先调用派生类的析构函数,然后调用基类的析构函数 

    5.3 一般来说,一个类如果定义了虚函数,则应该将析构函数也定义成虚函数。或者,一个类打算作为基类使用,也应该将析构函数定义成虚函数。 

    5.4 注:不允许以虚函数作为构造函数

    6.纯虚函数和抽象类

    6.1 纯虚函数定义:没有函数体的虚函数

    6.2 代码实例:

    class A{
    	private :
    		int a;
    	public:
    		virtual void Print() = 0;//纯虚函数
    		void fun(){
    			cout << "fun" << endl;
    		} 
    };

    6.3 抽象类:包含纯虚函数的类叫抽象类

    • 抽象类只能作为基类来派生新类来使用不能创建抽象类的对象
    • 抽象类的指针和引用可以指向由抽象类派生出来的类的对象

    6.4 注:

    • 抽象类的成员函数内可以调用纯虚函数,但是在构造函数和析构函数内部不能调用纯虚函数
    • 如果一个类从抽象类派生而来,那么当且仅当它实现了基类中所有纯虚函数,它才能成为非抽象类
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