文档介绍：第六章多态性与虚函数
面向对象的封装性、继承性和多态性是OOP的三大基本支柱。本章将集中讨论类与对象的多态性概念、设计方法和技巧,这是软件系统能否控制给定对象完成所要求各种动作的能力问题。
本章目的:
.理解抽象类与多态性
.掌握虚函数概念和用法
.掌握重载概念和用法
.了解系统的编译多态性与运行多态性
多态性(polymorphism)这个词来自希腊语。是指“多形态”的意思。在某些程序设计语言中,多态性指相同的语言结构可以代表不同类型的实体(如同一变量可以匹配各种类型的语法结构)或者对不同类型的实体进行操作(如同一个函数可以对不同结构的表进行操作)。在强类型语言中,多态性表现为重载(overloading)和类属(genericity),又称为参数化多态(parameterized polymorphism)。在面向对象的概念中,多态性则是指不同对象收到相同消息时,根据对象类不同产生不同动作。C++允许程序员发送相同消息到不同的相关对象,而由对象决定如何完成该动作,并且支持软件选择实现决策的时间。其中运行时的多态是面向对象的程序设计语言所独有的,有人认为,只有与动态联编相结合的多态才是真正的面向对象的多态。在此,仍然取多态性的广泛含义,但概念重点放在运行多态上。
多态性提供了把接口与实现分开的另外一个方法。多态性提高了代码的组织性和可读性,更重要的是它使软件的可扩充性有了充分的提高,使得软件可以较容易地增加新的特性和功能。正如在上一章讲的,可以把基类对象和不同的派生类对象在某些时候视为同一类型,再加上动态联编,就使同一个接口可以在不同的情况下有不同的实现,而实现的增多也不会影响到接口的形态。
重载与程序设计的多态性设计
具体讲,C++支持两种多态性:编译时的多态性和运行时的多态性。编译时的多态主要体现为函数重载以及特殊的函数重载——运算符重载,运行时的多态则由虚函数来完成。在分别讨论这两种多态性之前,首先要进一步搞清重载的概念和用法。
函数重载
(1)为什么要重载函数
在自然语言中,除了一词多义之外,即使是同一个动词在不同的情况下,也有细微的判别,如洗衣服和洗车中的“洗”。这在人类语言中基本上不会引起误会。但在计算机语言中,每个名称在计算机内部必须是唯一的标识符。如打印数就必须根据需要打印的数来定义不同的打印函数。这种定义一方面使得程序的可读性变差,使程序员的工作变得复杂,另一方面也没有反映不同的打印函数之间的共同点。
幸运的是,C++提供了函数重载的机制,通过函数的参数数目或类型所建立的附加定义,使同一函数名在计算机内部具有不同的标识符,从而能够表现不同行为。如打印数可以表示为:
void print(int);
void print(float);
void print(char);
函数重载是一种方便的语言机制,它既可以运用于成员函数,也可以运用于一般函数,成尤其是类构造函数,一般都有是重载的。
(2)重载的方法
定义函数重载,函数名字相同,但所带的参数的个数或类型不同,编译器能够根据参数来调用不同的同名函数。
如果函数的参数类型完全一致,仅仅是返回类型不同,则编译器认为出错。其原因有二:①当函数的返回值不赋给某一个变量时,系统无法判断应调用哪一个函数;②即使当函数返回值赋给一个