Розділ 4. Поліморфізм
4.1. Віртуальні функції
Поліморфізм – це властивість коду С++ поводитися по-різному, у залежності від ситуації, що виникає в момент виконання.
Поліморфізм реалізується за допомогою віртуальних функцій.
class A
{
public:
virtual void Display() {puts("\nКлас A");}
};
class B: public A
{
public:
virtual void Display() {puts("\nКлас B");}
};
void show (A* a) {a->Display();}
Void main()
{
A * a = new A;
B * b = new B;
a->Display(); // використання функції A::Display()
b->Display(); // використання функції B::Display()
show(a); // використання функції A::Display()
show(b); // використання функції B::Display()
delete a,b;
}
Поліморфне поводження функції Display() у класах А та В не очевидно, якщо розглядати тільки функцію main(). Воно розглядається тільки у функції show(), у котрій неможливо знати, яка саме функція A->Display() або В->Display() буде викликатися. Якби не було слова virtual, то робота коду виглядала б таким чином:
show(a); // використання A::Display()
show(b); // використання A::Display()
У цьому випадку звертання до функції призводить до виклику A::Display().
Оголошення функції віртуальною не означає, що вона обов’язково буде перевизначатися в похідному класі. Щоб поширити поліморфне поводження функції униз по дереву спадкування, кожний похідний клас повинен оголосити ту саму функцію віртуальною.
У попередньому прикладі віртуальна функція В::Display() викликалася динамічно під час виконання функції show(). Отже, функція В::Display(), так сказати, віртуально перевизначила функцію А::Display().
Функція, оголошена в похідному класі перевизначає функцію в базовому класі тільки тоді, коли має те ж ім’я і працює з тією ж кількістю і типом аргументів, що і віртуальна функція базового класу. Якщо вони відрізняються хоча б одним аргументом, то функція в похідному класі є цілком новою і перевизначена не буде. Розглянемо дерево спадкування на рис. 4.1.
Рис. 4.1. Дерево спадкування
Дереву спадкування на рис.4.1. відповідає такий код:
class A
{
public:
virtual void P(int, int);
};
class B:public A
{
public:
virtual void P(int, double);
};
void A::P(int a, int b) { printf("\n a = %d, b = %d", a, b);}
void B::P(int a, double b) { printf("\n a = %d, b = %lf", a, b);}
void show(A* a) { a-> P(3, 5);} // завжди викликає A::P(int, int)
Void main()
{
A* a = new A;
B* b = new B;
show(a); // викликає A::P(int, int)
show(b); // викликає A::P(int, int)
delete a,b;
}
4.2 Абстрактні класи
Класи, що знаходяться у верхній частині ієрархії, часто мають одну або декілька віртуальних функцій. Ці класи створені для більш узгодженого користувацького інтерфейсу в ієрархії.
У свою чергу узгоджений інтерфейс відчиняє дорогу інтенсивного використання пізнього зв’язування і полегшує роботу програміста по обслуговуванню об’єктів під час виконання програми.
С++ дозволяє обмежити використання "порожніх класів", оголошуючи їх абстрактними. Абстрактні класи містять хоча б одну чисту віртуальну функцію.
Для цього в С++ використовується спеціальний запис:
virtual void print() = 0; // чиста віртуальна функція, що не можна плутати з оголошенням порожньої віртуальної функції.
virtual void print() {}; // порожня віртуальна функція
Абстрактні класи створюються для потреб похідних класів. Це означає, що абстрактні класи знаходяться поруч із коренем ієрархії.
Приклад:
#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
virtual void PrintOn() = 0; //чиста віртуальна функція,
//яка робить клас А абстрактним.
};
class B: public A
{
public:
virtual void PrintOn() {puts("Привіт\n");}
};
class C: public A
{
public:
virtual void PrintOn() {puts("Окей\n");}
};