实验四 虚函数与多态性

实验四 虚函数与多态性 实验目的和要求 :

1 了解多态性在 C++ 中的体现。 2 掌握虚函数的应用。 3 了解抽象类。

实验内容 ：

定义一个基类为哺乳动物类Mammal，其中有数据成员年龄、重量、品种，有成员函数move（）、speak（）等，以此表示动物的行为。由这个基类派生出狗、猫、马、猪等哺乳动物，它们有各自的行为。编程分别使各个动物表现出不同的行为。

要求如下： 1、从基类分别派生出各种动物类，通过虚函数实现不同动物表现出的不同行为。 2、今有狗: CAIRN：3岁，3kg； DORE：4岁，2kg； 猫: CAT：5 岁，4kg； 马： HORSE，5岁，60kg； 猪： PIG，2岁，45kg。

3、设置一个 Mammal 类数组，设计一个屏幕菜单，选择不同的动物或不同的品种，则显示出动物相对应的动作，直到选择结束。

4、对应的动作中要先显示出动物的名称，然后显示年龄、重量、品种、叫声及其他特征。

实验原理:

1.多态性：多态是指同样的消息被不同类型的对象接受时导致不同的行为，所谓消息是指对类的成员函数的调用，而不同的行为是指不同的实现，也就是调用不同的函数。

多态性从实现的角度来讲可以划分为两类：编译时的多态性和运行时的多态性。编译时的多态性是在编译的过程中确定同名操作的具体操作对象，也就是通过重载函数来实现的。运行时的的多态性是在程序运行过程中才动态地确定操作所针对的具体对象，使用虚函数来实现的。

2.虚函数：虚函数是重载的另一种形式，它提供了一种更为灵活的多态性机制。虚函数允许函数调用与函数体之间的联系在运行时才建立，也就是运行时才决定如何动作，即所谓的“动态连接”。

虚函数成员的定义：

virtual 函数类型 函数名（形参表）

3.（1）抽象类：抽象类是一种特殊的类。抽象类是为了抽象和设计的目的而建立的。一个抽象类自身无法实例化，也就是说无法定义一个抽象类的对象，只能通过继承机制，生成抽象类的非抽象派生类，然后再实例化。

（2）纯虚函数：纯虚函数是在一个基类中说明的虚函数，他在该基类中没有定义具体的操作内容，要求各派生类必须根据实际需要定义自己的函数版本。

纯虚函数的声明格式为：virtual 函数类型 函数名（参数表）=0；

声明为纯虚函数之后，基类中就不再给出函数的实现部分，它的实现在他的派生类中定义。

编程思想：

刚拿到这道题的时候我觉得这道题非常的复杂。但仔细想想，其实它的编写大概可以分为一下几个步骤：1、分析程序的大致结构；2、建立基类以及基类的派生类所共有的数据和公共函数，即基类数据和基类成员函数。3、分析派生类的成员函数和派生类对于基类成员的访问属性。4、思考如何在主函数中实现对于菜单的选择。程序的基本编写思想如下： 数据成员（访问属性protected） name，age，weight; 建立Mammal基类 成员函数： 构造函数（带参）； （public） 纯虚函数：move()；speak()； setout() 成员函数： 构造函数（带参）：public 基类构造函数的申明 普通成员函数：move()；speak()；setout() 子啊派生类中将基类实例化 建立派生类：Dog，Cat，Horse， Pig。它们的关系是并列额具有类似的数据的成员函数。它们对于 基类的继承属性均为公有属性 建立主函数main（） 主函数第一部分：建立对象 第二部分：设计对象指针数组，将指针指 向不同的对象，通过基类对象的指针访问对象 第三部分：定义一个字符，将其作为一个程序不截止的记号，运用while循环体系 实现对于对象数组的连续访问 程序代码:

#include #include #include using namespace std;

class Mammal //建立动物基类 Mammal {

protected: string name; int age;

float weight; public:

Mammal(string n,int a,float w) {name=n;

age=a;

weight=w;}

virtual string move()=0; virtual string speak()=0;

virtual void setout()=0; //纯虚函数实现类继承时的多态性 };

class Dog:public Mammal //建立四个类似的类，分别为Dog，Cat，Horse，Pig { public:

Dog(string n,int a,float w): Mammal(n,a,w){}; string move()

{return \看门或者作为宠物\ string speak() {return \汪汪\ void setout()

{ cout<<\狗类的信息:\ cout<<\昵称：\

cout<<\年龄：\岁\ cout<<\体重：\ cout<<\行为：\ cout<<\叫声: \ } };

class Cat:public Mammal { public:

Cat(string n,int a,float w): Mammal(n,a,w){}; string move()

{return \捉老鼠\ string speak() {return \喵～\ void setout()

{ cout<<\猫类的信息:\ cout<<\昵称：\

cout<<\年龄：\岁\ cout<<\体重：\ cout<<\行为：\ cout<<\叫声 :\ } };

class Horse:public Mammal { public:

Horse(string n,int a,float w): Mammal(n,a,w){};

string move()

{return \在草原上奔跑\ string speak() {return \鞥\ void setout()

{ cout<<\马的信息:\ cout<<\昵称：\

cout<<\年龄：\岁\ cout<<\体重：\ cout<<\行为：\ cout<<\叫声 :\ } };

class Pig:public Mammal { public:

Pig(string n,int a,float w): Mammal(n,a,w){}; string move() {return \睡觉\ string speak() {return \哼哼\ void setout()

{ cout<<\猪的信息:\ cout<<\昵称：\

cout<<\年龄：\岁\ cout<<\体重：\ cout<<\行为：\ cout<<\叫声 :\ } };

int main()

{ Dog d1 (\ Dog d2 (\ Cat c (\ Horse h (\ Pig p (\ Mammal *animals[6]; animals[0]=&d1; animals[1]=&d2; animals[2]=&c; animals[3]=&h; animals[4]=&p;

cout<<\选择动物的种类:1 Dog；2 Cat；3 Horse；4 Pig??\ char s='y'; int num,k;

while(s!='n')

{ cout<<\请输入动物种类的代号:\ cin>>num; if(num==1)

{cout<<\任选一只小狗: 0 CAIRN,1 DORE\ cin>>k;

animals[k]->setout(); }

else animals[num]->setout(); cout<<\是否继续？\ cin>>s;} system(\}

运行结果:

编程心得:

1、这次编程过程中我尝试了纯虚函数，并对于纯虚函数设计了一个对象，观察到编译时出现的错误。通过由抽象类派生的派生类中的函数观察到同一函数在不同的类中实现不同的行为，深刻感受C++编程的多态性。

2、在进入这一章编程以后，对于一些基础的编程已经不是在纠结了，并且已经开始慢慢体会到C++编程的优越性。尤其是对象的使用使得具有相同属性的事物可以有共同的类，通过封装性，保护一些他自己本身具有的一些数据和属性;通过继承性，实现了一族事物即使有一些差异，也可以用相同的一族类来表现；多态性真正实现了微小的差异不能用同一个类定义的问题，尤其是抽象类和纯虚函数的设计。

3、这次编程中体会到一个平时一直在使用的东西：菜单的源代码模型。尤其是yes和no的选择。觉得虽然C和C++我们都已经有了一定的了解，但是还没

有真正用他们来解决一些问题。计算机语言的根本是为解决一些现实问题而设计的，如果不能将他们用于实践，我觉得学这些语言是没有意义的。所以以后我想我会更加注重一些实践的应用，寻找机会多练自己的计算机语言使用的本领。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/pp4w.html