C++程序设计教程：实现多态性的方法

2023-11-07 理论教育版权反馈

【摘要】：虚函数总是在派生环境中使用，用虚函数实现动态多态性的一般步骤如下：在基类中定义虚函数；在派生类中定义与基类虚函数同名、同参数、同返回类型的成员函数，即派生类中的虚函数。分析以下程序的执行结果。图7.18类层次类BaseA包括虚函数bf（），类BaseB包括非虚函数bf（），类Derived是从类BaseA和类BaseB派生的，其中也包括函数bf（）。解：设计的类层次如图7.2所示，普通函数printobject（）采用动态绑定的方法。

虚函数总是在派生环境中使用，用虚函数实现动态多态性的一般步骤如下：

（1）在基类中定义虚函数；

（2）在派生类中定义与基类虚函数同名、同参数、同返回类型的成员函数，即派生类中的虚函数。虽然基类中的虚函数与各派生类中虚函数同名、同参数，但由于各虚函数的函数体不同，因而可用同名虚函数在运行时完成对不同对象的操作，从而实现动态绑定。

（3）调用虚函数，其步骤如下：

①用基类定义指针变量，如，基类*ptr；

②将基类对象地址或派生类对象地址赋给该指针变量。如，ptr＝＆基类对象；或者ptr＝＆派生类对象；

③用“指针变量->虚函数（实参）”方式去调用基类或派生类中的虚函数，如，ptr->虚函数（实参）。

【例7.2】分析以下程序的执行结果。

解：上述程序中，各类之间构成的类层次如图7.1所示。

图7.1　8类层次

类BaseA包括虚函数bf（），类BaseB包括非虚函数bf（），类Derived是从类BaseA和类BaseB派生的，其中也包括函数bf（）。那么类Derived中函数bf（）是虚函数还是非虚函数呢？实际上，它在不同的场合呈现不同的性质：若相对于类BaseA的派生路径，由于类BaseA中的bf（）为虚函数，所以它是一个虚函数；若相对于类BaseB的派生路径，由于类BaseB中的bf（）为非虚函数，所以此时它是一般的重载函数。程序的执行结果如下：

class BaseA

class BaseB

class Derived

class BaseB

【例7.3】设有一个作品类Art，包括作者姓名、作品名字和作品年代等私有数据成员以及输出虚函数disp（）。从Art类派生出一个绘画类Paint和一个音乐类Music，在Paint类中添加高度和宽度数据成员，在Music类中添加曲调数据成员，它们都实现了虚函数display（）。再由Music类派生出室内曲Chamber类，其中添加了其他曲数数据成员，并实现了虚函数display（）。要求编写一个普通函数printobject（）输出所有这些类的对象。

解：设计的类层次如图7.2所示，普通函数printobject（）采用动态绑定的方法。因为display（）设计成虚函数，所以printobject（）函数使用Art＆d参数。

图7.2　类层次

程序如下：(www.chuimin.cn)

本程序的执行结果如下：

输出结果：

作者：贝多芬

名字：第9交响曲

年份：1824

类型：音乐

曲调：D小调

作者：达芬奇

名字：蒙娜丽莎