清华大学 C++程序设计课件

C++语言程序设计

第八章 多态性清华大学 郑 莉

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本章主要内容

多态性 运算符重载 虚函数 纯虚函数 抽象类

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多态性的概念多态性是面向对象程序设计的重要特 征之一。 多态性是指发出同样的消息被不同类 型的对象接收时有可能导致完全不同 的行为。 多态的实现：

– 函数重载 – 运算符重载 – 虚函数3

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问题举例——复数的运算运 算 符 重 载class complex //复数类声明 { public: complex(double r=0.0,double i=0.0) //构造函数 { real=r; imag=i; } void display(); //显示复数的值 private: double real; double imag; };4

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问题举例——复数的运算运 算 符 重 载

用“+”、“-”能够实现复数的加减运 算吗？

实现复数加减运算的方法——重载“+”、“-”运算符

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运算符重载的实质运 算 符 重 载运算符重载是对已有的运算符赋予多重含义 必要性

– C++中预定义的运算符其运算对象只能是基本数 据类型，而不适用于用户自定义类型(如类)

实现机制– 将指定的运算表达式转化为对运算符函数的调 用，运算对象转化为运算符函数的实参。 – 编译系统对重载运算符的选择，遵循函数重载 的选择原则。

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规则和限制运 算 符 重 载可以重载C++中除下列运算符外的所 有运算符： . .* :: ?: 只能重载C++语言中已有的运算符， 不可臆造新的。 不改变原运算符的优先级和结合性。 不能改变操作数个数。 经重载的运算符，其操作数中至少应 该有一个是自定义类型。 7

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两种形式运 算 符 重 载

重载为类成员函数。 重载为友元函数。

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运算符函数运 算 符 重 载声明形式 函数类型 operator 运算符(形参) { ...... } 重载为类成员函数时 参数个数=原操作数个数-1(后置++、--除外) 重载为友元函数时 参数个数=原操作数个数， 且至少应该有一个自定义类型的形参。 9

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运算符成员函数的设计运 算 符 重 载

双目运算符 B– 如果要重载 B 为类成员函数，使之能够实

现表达式 oprd1 B oprd2,其中 oprd1 为A类对象，则 B 应被重载为 A 类的成员函数， 形参类型应该是 oprd2 所属的类型。 – 经重载后，表达式 oprd1 B oprd2 相当于 oprd1.operator B(oprd2)10

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例 8.1运 算 将“+”、“-

”运算重载为复数类 符 的成员函数。 重 规则: 载– 实部和虚部分别相加减。

操作数:– 两个操作数都是复数类的对象。

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#include<iostream> using namespace std; class complex //复数类声明 { public: //外部接口 complex(double r=0.0,double i=0.0){real=r;imag=i;} //构造函数 complex operator + (complex c2); //+重载为成员函数 complex operator - (complex c2); //-重载为成员函数 void display(); //输出复数 private: //私有数据成员 double real; //复数实部 double imag; //复数虚部 };12

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complex complex:: operator +(complex c2) //重载函数实现 { complex c; c.real=c2.real+real; c.imag=c2.imag+imag; return complex(c.real,c.imag); }

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complex complex:: operator -(complex c2) //重载函数实现 { complex c; c.real=real-c2.real; c.imag=imag-c2.imag; return complex(c.real,c.imag); }

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void complex::display() { cout<<"("<<real<<","<<imag<<")"<<endl; }void main() //主函数 { complex c1(5,4),c2(2,10),c3; //声明复数类的对象 cout<<"c1="; c1.display(); cout<<"c2="; c2.display(); c3=c1-c2; //使用重载运算符完成复数减法 cout<<"c3=c1-c2="; c3.display(); c3=c1+c2; //使用重载运算符完成复数加法 cout<<"c3=c1+c2="; c3.display(); }15

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程序输出的结果为： c1=(5,4) c2=(2,10) c3=c1-c2=(3,-6) c3=c1+c2=(7,14)