105032013006_实验6多态和虚函数.doc.doc

实验6 多态和虚函数 一、实验目的 1. 掌握虚函数的定义与使用方法。 2. 通过观察虚函数实现的多态性，理解程序运行过程中的动态多态性。 3. 掌握纯虚函数与抽象类的设计和使用方法。 二、实验要求 1. 设计、调试、测试程序，分析实验结果，总结经验和体会。 2. 学习调试程序的方法，特别注意如何跟踪/单步运行、观察变量的值。 （1）将源文件编译之后，按F10进入main()函数，不断按F10单步跟踪。监视框观察变量信息的变化。不想观察了，按F5（或Ctrl+F5）执行完程序。 （2）按F11进入子函数，观察框中可输入变量名观察，不断按F10单步跟踪。 （3）将光标移到某一行，按F9，就在这行设置了断点；按F5执行程序，观察程序的运行停到了这一行。按F10继续单步执行程序。 三、实验任务 1. 将给定程序编译，再按F10进入main()函数单步运行，并回答实验报告（列于后面）中的问题。 2. 模仿例子程序进行改编设计或独立设计。 附：实验报告 学　　号105032013006姓　　名李博韬专业、班计本一班实验地点理工楼1-指导教师王开军时 间2015.5.13实验6 多态和虚函数 一、实验目的及要求 1. 掌握虚函数的定义与使用方法。 2. 观察通过虚函数实现的多态性，理解程序运行过程中的动态多态性。 3. 掌握纯虚函数与抽象类的设计和使用方法。 二、实验内容与步骤 实验方法：学生首先运行源代码，不断按F10 / F11单步跟踪，搞懂相关概念和方法；然后模仿例子代码，添加或改写类似代码，调试运行。 1. 如何通过虚函数实现多态性？源代码exp6_1.cpp 答：① 在基类中定义虚函数，同时在派生类中重新定义与该虚函数同名的虚函数；② 在主函数中声明基类指针（或引用）；③ 主函数中，用该指针指向基类对象（存储基类对象的地址）时，接着用该指针调用该虚函数（系统自己会调用基类的）；④ 主函数中，用该指针指向派生类对象（存储派生类对象的地址）时，接着用该指针调用虚函数（系统自己会调用派生类的）。这样就实现了多态性（即同名函数的调用却实现不同的功能/行为）。 (1) 认识虚函数 ● 哪些是虚函数？什么时候可???省略关键词？ 用关键词virtual声明的成员函数Area()。 基类中的成员函数被声明为虚函数后，派生类中的同名函数自动成为虚函数，可省略关键字。 ● 共有几个虚函数？分别在哪些类中？它们的定义（具体代码）相同吗？ 共有三个虚函数，分别在Shape，Circle，Rectangle类中，它们的定义不同，派生类对基类的虚函数重新定义。 (2) 类外（例如普通函数、对象）调用虚函数 ● 普通函数CalcArea能直接调用类的虚函数吗？ 不能。 ● 普通函数CalcArea是怎么访问类的虚函数的？ 形参是基类Shape的引用，可以。 ● 函数CalcArea中，都是基类Shape的对象s调用其虚函数s.Area()的。那又是怎么实现CalcArea(a)是调用a的Area()，而CalcArea(b)是调用b的Area()？ 通过基类引用调用基类的虚函数Area()时，编译系统会根据该引用的对象调用该对象的同名函数Area()。 (3) 通过基类指针（或引用）访问基类和派生类中的同名函数 ● 主函数中p是什么（详细说明）？p = a; 是什么含义？ p是基类Shape的指针，将对象a的地址存到p中。 ● Shape类型的指针p，为什么能存放Circle类型的对象a的地址（p = a;）？ 继承机制允许这么做，基类类型的指针可以指向派生类的对象。 ● 主函数中coutp-Area()是调用哪个（类）对象的虚函数Area()？ 调用Circle类的虚函数Area()。 2. 如何通过纯虚函数和抽象类实现多态性？ 源代码exp6_2.cpp (1) 理解纯虚函数和抽象类 ● 你能在哪个类中找到纯虚函数，什么样的虚函数是纯虚函数？ Shape类中的Area()是纯虚函数，纯虚函数没有实现代码。 ● 如何判断一个类是抽象类？ 类中包含纯虚函数的类是抽象类。 ● 能创建抽象类的实例（对象）吗？ 不能。 (2) 派生类对象的动态创建 ● 主函数中Circle对象a能访问其保护成员cR吗？紧接着Circle *q=a; 行下面，用代码x=a.cR; 试一下，再用代码x=q-cR; 试一下。 不能，只能访问对象的公有成员。 ● 主函数中语句q=new Circle(2.0); 是动态创建了派生类Circle的对象吗？你能提供该对象存在的证据吗？该对象保存在哪？ 是。在观察窗口可以看到指针q所指向