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多态性

王朝c/c++·作者佚名  2006-01-06
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1.多态性的概念

多态性是指用一个名字定义不同的函数,这函数执行不同但又类似的操作,从而实现“一个接口,多种方法”。

多态性的实现与静态联编、动态联编有关。静态联编支持的多态性称为编译时的多态性,也称静态多态性,它是通过函数重载和运算符重载实现的。动态联编支持的多态性称为运行时的多态性,也称动态多态性,它是通过继承和虚函数实现的。

2.函数重载

函数重载的意义在于他能用同一个名字访问一组相关的函数。

在类中普通成员函数和构造函数都可以重载,特别是构造函数的重载(他提供了多种初使化方式)给用户更大的灵活性。

在基类和派生类的函数重载有两种情况:一种是参数有所差别的重载。另一种是参数没有差别的重载,只是他们属于不同的类。

可以用以下两种方法来区分这两种函数:用对象名加以区分;使用“类名::”加以区分。

3.运算符重载称动态多态性,他是通过继承和虚函数实现的。

运算符重载通过创建运算符函数operator@()来实现。运算符函数定义了重载的运算符将要进行的操作,这种操作通常作用在一个类上。这样,在编译时遇到名为operator@的运算符函数(@表示所要重载的运算符),就检查传递给函数的参数的类型。

重载运算符与预定义运算符的使用方法完全相同,它不能改变原有运算符的参数个数(单目或双目),也不能改变原有的优先级的结合性。用户不能定义新的运算符,只能从C++已有的运算符中选择一个恰当的运算符重载。

3.1成员运算符函数

运算符函数可以定义为它将要操作的类的成员(称为成员运算符函数),也可以定义为非类的成员,但是非成员的运算符函数大多是类的友元函数(称为友元运算符函数)。

成员运算符函数在类中的声明格式为:

class X{

//……

type operator@(参数表);

};

其中type为函数的返回类型,@为所要重载的运算符符号,X是重载此运算符的类名,参数表中罗列的是该运算符所需要的操作数。

成员运算符函数定义的形式一般为:

type X::operator@(参数表)

//函数体}

其符号的含义与声明时相同。

在成员运算符函数的参数表中,若运算符是单目的,则参数表为空,此时当前对象作为运算符的一个操作数,通过this指针隐含地传递给函数的;若运算符是双目的,则参数表中有一个操作数,它作为运算符的右操作参数,此时当前对象做为运算符的左操作数,它是this指针隐含地传递给函数的。总之成员运算符函数operator@所需要的一个操作数是由对象通过this指针隐含传递。

3.2友元运算符函数

在C++中可以把运算符函数定义成某个类的友元函数,称为友元运算符函数。

友元运算符函数在类的内部声明格式如下:

friend type operator@(参数表)

定义友元运算符函数格式如下:

type operator@(参数表)

{ //函数体

}

与成员运算符函数不同,友元运算符函数是不属于任何类对象的,它没有this指针。若重载的是双目运算符,则参数表中有两个操作数;若重载的是单目运算符,则参数表中只有一个操作数。 不能用友元函数重载的运算符是=、()、[]、-〉,其余的运算符都可以使用友元函数来实现重载。

运算符函数调用形式如下表:

运算符函数调用形式

习惯形式 友元运算符函数调用形式 成员运算符函数调用形式

a+b operator(a,b) a.operator+(b)

-a operator-(a) a.operator-()

a++ operator++(a,0) a.operator++(0)

4.赋值运算符

继承C语言,用户自定义的类和结构都要能进行赋值运算。而数组名不能赋值,数组名实质上是一个常量指针。

对于任何类,C++提供了默认的赋值运算符。一般地,默认的赋值运算符重载是能够胜任工作的。当类中有指针类型时,需要自定义赋值运算符函数。一般其函数体包含两部分:

1)与析构函数类似,取消对象已经占有的资源;2)与构造函数类似,在其中分配新的资源。

类的赋值运算符重载“=”只能重载为成员函数,不能重载为友元函数。

重载后的运算符函数operator=()不能被继承。

拷贝构造函数和赋值运算符重载的区别:声明和定义方式不同;调用方式不同。

5.虚函数

虚函数是重载的另一种表现形式,允许虚函数调用与函数体之间的联系在运行时才建立。

定义:虚函数就是在基类中被关键字virtual说明,并在派生类中重新定义的函数,在派生类中重新定义时,其函数原形包括返回类型,函数名,参数个数与参数类型的顺序,都必须与基类中的原形必须相同。

构造函数不能是虚函数,但析构函数可以是虚函数。

虚函数与重载函数的关系:当普通的函数重载时,其函数的参数或参数类型必须有所不同,函数的返回类型也可不同;在派生类中,重新定义虚函数时要求函数名、返回类型、参数个数、参数的类型和顺序与基类中的函数原形完全相同;若仅仅返回类型不同,其余均相同,系统会给出错误信息。虚函数重载时若仅仅函数名相同,而参数的个数、类型或顺序不同系统将它作为普遍函数重载,虚函数的特征将会丢失。

多重继承与虚函数:多重继承可视为多个单继承的组合。

6.纯虚函数和抽象类

纯虚函数:是一个在基类中说明的虚函数,他在该基类中没有定义,但要求在它的派生类中定义自己的版本,或重新说明为纯虚函数。

纯虚函数的一般形式:virtual type func_name(参数表)=0(type是函数的返回类型,func_name是函数名)。

抽象类:一个类至少有一个纯虚函数的类。抽象类提供了处理各种不同派生类的统一接口,将实现的责任交给了派生类。

 
 
 
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