面向对象程序设计语言C++中多态性实现方式.pdfVIP

2002 年第 2 期 西安联合大学学报 Vol . 5 　No . 2 ( ) 第 5 卷 总 15 期 Journal of Xi ’an United University Apr . 2002 ( ) 文章编号 :1008777X 2002 　 面向对象程序设计语言 C + + 中多态性的实现方式 张 　莉 ( 陕西师范大学 计算机科学学院 ,陕西 西安 7 10062) 摘 　要 :多态性是面向对象程序设计语言 C + + 的重要概念之一. 本文详细讨论了在C + + 中多态 性的4 种实现方式 、各自的特征以及在程序设计中的应用 ,最后对这 4 种实现方式进行了比较. 关键词 :多态性 ; 类 ; 虚函数 ; 模板 ; 重载 中图分类号 : TP 3 1111 　　　文献标识码 :A 多态性是面向对象程序设计的一大支柱 ,它指的是在基类中定义的属性或服务被派生类继承之后 , 可以表现出不同的行为. 也就是指一段程序能够处理不同类型对象的能力. 在面向对象程序设计语言 C + + 中 ,这种多态性的实现方式有 4 种 ,分别是强制多态 、重载多态 、类型参数化多态和包含多态. 其 中 ,类型参数化多态和包含多态称为一般多态性 ,用来系统地描述语义上相关的一组类型 ;强制多态和 重载多态称为特殊多态性 ,用来描述语义上无关联的类型间的关系. 下面详细介绍这 4 种多态性的具体 应用. 1 　包含多态 在 C + + 中公有继承关系是一种包含关系. 派生类直接公有继承基类定义中的属性或服务 ,如果 1 个程序段既能处理基类的对象也能处理基类的派生类的对象 ,该程序段称为多态程序段. C + + 采用虚 函数实现包含多态. 一个函数一旦声明为虚函数 ,在编译阶段 ,编译器并不按照它的静态类型为它生成 ( 调用此函数的版本 ,而只为它生成虚函数表 表中存放与此函数同名 、同参数 、同返回值的虚函数的地 ) 址 . 在程序运行时 ,再根据实际对象的类型 ,查虚函数表 ,找出相应版本的函数后 ,才能使用它. 因此 ,这 种不是在编译阶段而是在运行阶段动态确定应使用哪一个虚函数的方式叫动态束定. 要把一个函数声明为虚函数 ,只要在原函数的声明之前加上 virt ul 关键字即可. 利用虚函数进行动 态束定 ,必须用指向基类的指针或引用来访问它 ,这是因为 C + + 是类型系统 ,在编译阶段 ,C + + 的变 量名或函数名就与相应的存储单元联系起来 ,使用名字也就是使用对应的存储单元. 这有利于检查类型 系统 ,并可产生高效代码. 但这种类型的限制缺乏灵活性 ,不能在运行时改变名字的含义 ,然而多态要求 在不同的上下文中 , 同一名字有多种含义 ,C + + 引入虚函数的目的是告诉编译器在运行时才能确定要 调用哪一个虚函数. 为了把变量名与相应的存储单元分开 ,它用指针来调用虚函数. 这样 ,只要改变指针 所存地址的值 ,也就间接地改变了调用对象. 例 : # include iostream. h class Point 　　　　　　　　　　　/ / 定义基类 Point 　{ private : 　　float x ,y ; 　　public : 收稿 日期 :200 1 - 09 - 20 ( ) 作者简介 :张莉 1969 —　 ,女 ,陕西西安人 ,陕西师范大学计算机科学学院讲师 ,西北大学硕士研究生. © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 　第 2 期