69726

Віртуальні функції

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Кожне перевизначення віртуальної функції в похідному класі реалізує операції властиві лише даному класу. Покажчики на об’єкти базового класу можна використовувати для посилання на об’єкти похідних класів.

Украинкский

2014-10-09

33 KB

0 чел.

Тема 4: Віртуальні функції

Віртуальна функція (virtual function) — це функція-член, оголошена в базовому класі і перевизначена в похідному. Щоб створити віртуальну функцію, слід вказати ключове слово virtual перед її оголошенням в базовому класі. Похідний клас перевизначає цю функцію, пристосовувавши її для своїх потреб. По суті, віртуальна функція реалізує принцип "один інтерфейс, декілька методів", лежачий в основі поліморфізму. Віртуальна функція в базовому класі визначає вид інтерфейсу, тобто спосіб виклику цієї функції. Кожне перевизначення віртуальної функції в похідному класі реалізує операції, властиві лише даному класу. Інакше кажучи, перевизначення віртуальної функції створює конкретний метод (specific method).

При звичайному виклику віртуальні функції нічим не відрізняються від решти функцій-членів. Особливі властивості віртуальних функцій виявляються при їх виклику за допомогою покажчиків. Покажчики на об'єкти базового класу можна використовувати для посилання на об'єкти похідних класів. Якщо покажчик на об'єкт базового класу встановлюється на об'єкт похідного класу, що містить віртуальну функцію, вибір необхідної функції ґрунтується на типі об'єкту, на який посилається покажчик, причому цей вибір здійснюється в ході виконання програми. Таким чином, якщо покажчик посилається на об'єкт різних типів, то будуть викликані різні віртуальні функції. Це відносите і до посилань на об'єкти базового класу.

Розглянемо спершу наступний приклад.

#include <iostream>

using namespace std;

class base {

public:

virtual void vfunc() {

cout << "Функція vfunc() з класу base.\n";

}

};

class derived1 : public base {

public:

void vfunc() {

cout « "Функція vfunc() з класу derived1.\n";

}

};

class derived2 : public base {

public:

void vfunc() {

cout « " Функція vfuncO з класу derived2.\n" ;

}

};

int main() (

base *p, b;

derived1 d1;

derived2 d2 ;

// Покажчик на об'єкт базового класу.

Р = &Ь;

p->vfunc(); // Виклик функції vfunc() з класу base.

// Покажчик на об'єкт класу derived1.

р = &d1;

p->vfunc(); // Виклик функції vfunc(j з класу derived1.

// Покажчик на об'єкт класу derived2.

р = &d2;

p->vfunc(); // Виклик функції vfunc() з класу derived2.

return 0;

}

Ця програма виводить на екран наступні рядки.

Функція vf unc () з класу base.

Функція vfunc() з класу derived1.

Функція vfunc () з класу derived.2 .

Як показує ця програма, усередині класу base оголошена віртуальна функція vfunc (). Зверніть увагу на ключове слово virtual в оголошенні функції. При перевизначенні функції vfunc () у класах derived1 і derived2 ключове слово virtual не потрібне. (Проте його використання не є помилкою, просто воно не обов'язкове.)

У даній програмі класи derived1 і derived2 є похідними від класу base. Усередині кожного з цих класів функція vfunc () перевизначається наново відповідно до нового призначення. У програмі main() оголошені чотири змінні.

p - Покажчик на базовий клас

b - Об'єкт базового класу

d1 - Об'єкт класу derived1

d2 - Об'єкт класу derived2

Крім того, покажчику р привласнюється адреса об'єкту b, а функція vfunc() викликається за допомогою покажчика р. Оскільки покажчик р посилається на об'єкт класу base, виконується варіант функції vfunc () з базового класу. Потім покажчику р привласнюється адреса об'єкту d1, і функція vfunc () знову викликається з його допомогою. Цього разу покажчик р посилається на об'єкт класу derived1. Отже, викликається функція derived1:: vfunc (). В результаті покажчику р привласнюється адреса об'єкту d2, тому вираз p->vfunc() приводить до виклику функції vfunc Про з класу de-rived2. Принципово важливо, що варіант функції, що викликається, визначається типом об'єкту, на який посилається покажчик р. Крім того, вибір відбувається в ході виконання програми, що забезпечує основу динамічного поліморфізму.

Віртуальну функцію можна викликати звичайним способом, використовуючи ім'я об'єкту і оператора ".", проте поліморфізм досягається тільки при зверненні до неї через покажчик. Наприклад, наступний фрагмент програми є абсолютно правильним.

d2.vfunc(); // Викликається функція vfunc() з класу derived2

Не дивлячись на те що такий виклик віртуальної функції помилкою не є, ніяких переваг він не надає.

На перший погляд, перевизначення віртуальної функції в похідному класі мало відрізняється від звичайного перевантаження функцій. Проте це не так, і термін перевантаження непридатний до перевизначення віртуальних функцій з кількох причин. Найбільш важлива відмінність полягає в тому, що прототип віртуальної функції, що перевизначається, повинен точно співпадати з прототипом, визначеним в базовому класі. віртуальні функції відрізняються від переобтяжених, які відрізняються типами і кількістю параметрів. (Фактично при перевантаженні функцій типи і кількість i параметрів повинні відрізнятися! Саме ці відмінності дозволяють компілятору вибрати правильний варіант переобтяженої функції.) При перевизначенні віртуальної функції всі аспекти їх прототипів повинні бути однаковими. Якщо не дотримував правило, компілятор вважатиме ці функції просто переобтяженими, а їх віртуальна природа буде втрачена. Друге важливе обмеження полягає в тому, що віртуальні функції не можуть бути статичними членами класів. Крім того, ой можуть бути дружніми функціями. І, нарешті, конструктори не можуть бути віртуальними, хоча на деструкції це обмеження не розповсюджується.

Із-за перерахованих обмежень для перевизначення віртуальної функції в похідному класі використовується термін заміщення (overriding).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

4280. Уровни языков программирования. Язык C# 344 KB
  Уровни языков программирования Языки программирования могут быть подразделены на три общих типа: Машинные языки – понимаются компьютером Ассемблерные языки (языки низкого уровня) Языки высокого уровня – удобны для програм...
4281. Розробка та графічне подання алгоритмів з використанням середовища Visual Paradigm for UML 669 KB
  Розробка та графічне подання алгоритмів з використанням середовища Visual Paradigm for UML Мета роботи: Отримати практичні навички роботи з розробки та графічного подання алгоритмів з використанням середовища візуального моделювання Visual Paradigm ...
4282. Условные операторы и операторы цикла языка С++ 125 KB
  Условные операторы и операторы цикла языка С++ Цель работы Создать программу, которая вычисляет значения функции заданного диапазона необходимо организовать ввод границ интервала, значения n, шаг аргумента. Программа должна содержать такие части:...
4283. Работа с массивами в языке С++ 70.5 KB
  Работа с массивами в языке С++ 1 Цель работы Получение практических навыков в работе с массивами. В ходе выполнения работы необходимо создать программу, которая определяет и инициализирует двумерный массив целых значений и затем выполняет след...
4284. Работа с функциями в языке С++ 52.5 KB
  Работа с функциями в языке С++ 1 Цель работы Получение практических навыков в работе с функциями. В ходе выполнения работы необходимо создать программу, которая определяет и инициализирует двумерный массив целых значений и затем выполняет след...
4285. Использование стандартных функций в языке С++ 120.5 KB
  Использование стандартных функций в языке С++ Закрепление практических навыков по работе с функциями, работа со стандартными функциями. В ходе выполнения работы необходимо создать программу, которая находит все корни уравнения на...
4286. Основные понятия бинарных деревьев 92.5 KB
  Бинарные деревья Рассмотрим структуры данных, определяемые с помощью рекурсии. Среди них наиболее важными являются деревья. Деревья имеют широкое применение при реализации трансляторов таблиц решений, при работе с арифметическими выражениями, при со...
4287. Массивы. Основные операции над ними. Алгоритмы обработки массивов 131.5 KB
  Массивы. Основные операции над ними. Алгоритмы обработки массивов. Структурные типы данных. Способы представления в памяти. Переменные структурного типа содержат более одного значения. К структурным типам относятся множества, массивы, записи, файлы,...
4288. Модули. Структура модуля. Стандартные модули Delphi 97 KB
  Модули. Структура модуля. Стандартные модули Delphi. Структура модуля. Модули – одно из ключевых понятий языка Паскаль. Они предназначены для разбиения проекта на части. В каждом модуле могут быть собраны константы, типы, переменные...