Виртуальные функции

Виртуальные функции

class Clock // базовый класс - часы
{ public:
void print() const
{ cout <<"Clock!"<class Alarm: public Clock
// производный класс - будильник
{ public:
void print() const // переопределенный метод
{ cout << "Alarm!" << endl; }
};
void settime(Clock d)
{d.print(); }
//.. .
int main()
{ Clock W; // объект базового класса
settime(W); // выводится "Clock"
Alarm U; // объект производного класса
settime(U); // ссылка на производный вместо базового
Clock *cl=&W; //адрес объекта базового класса
cl->print(); // вызов базового метода
cl = &U; // адрес объекта производного типа
вместо базового
cl->print(); // какой метод вызывается, базовый или производный
}

Опять в классе-наследнике переопределен метод для того, чтобы обеспечить различное поведение объектов базового и производного классов. Однако и при передаче параметра по ссылке базового класса в функцию settime(), и при явном вызове метода print() через указатель базового класса наблюдается одна и та же картина: всегда вызывается метод базового класса, хотя намерения программиста состоят в том, чтобы вызвать метод производного.
Для того чтобы разобраться в ситуации, необходимо уяснить, что такое связывание. Связывание ‒ это сопоставление вызова функции с телом. В приведенных ранее примерах связывание выполняется на этапе трансляции (до запуска) программы. Такое связывание обычно называют ранним, или статическим.
При трансляции функции settime() компилятору ничего не известно о типе реально передаваемого объекта во время выполнения программы. Поэтому вызов метода print() связывается с телом метода базового класса Clock, как и определено в заголовке функции settime().
Точно так же указатель на базовый класс «прочно» связывается с методом базового класса во время трансляции.

Виртуальные функции

Виртуальные функции

Виртуальные функции

Виртуальные функции

Виртуальные функции

Виртуальные функции

Виртуальные функции

Виртуальные функции

Виртуальные функции

Виртуальные функции

Виртуальные функции

#include
using namespace std;
class base { public:
virtual void vfunc() {
cout<<"Функция vfunc() из класса base.\n"; } };
class derived1 : public base { public:
void vfunc() {
cout << "Функция vfunc() из класса derived1.\n";
} };
class derived2 : public base { public:
void vfunc() {
cout << "Функция vfunc() из класса derived2.\n";
} };
int main()
{ base *p, b; derived1 d1; derived2 d2;
// Указатель на объект базового класса
p = &b;
p->vfunc(); // Вызов функции vfunc() из класса base
// Указатель на объект класса derivedl
p = &d1;
p->vfunc(); // Вызов функции vfunc() из класса
derivedl
// Указатель на объект класса derived2
p = &d2;
p->vfunc(); // Вызов функции vfunc() из класса
derived2
return 0; }

Эта программа выводит на экран следующие строки:
Функция vfunc() из класса base.
Функция vfunc() из класса derived1.
Функция vfunc() из класса derived2.
Как показывает эта программа, внутри класса base объявлена виртуальная функция vfunc(). Обратите внимание на ключевое слово virtual в объявлении функции. При переопределении функции vfunc() в классах derived1 и derived2 ключевое слово virtual не требуется. (Однако его использование не является ошибкой, просто оно не обязательно.)
В данной программе классы derived1 и derived2 являются производными от класса base. Внутри каждого из этих классов функция vfunc() переопределя-ется заново в соответствии с новым предназначением. В программе main() объявлены четыре переменные:

Практическое занятие:
Вызов виртуальной функции с помощью указателя на объект базового класса

При наследовании виртуальной функции ее виртуальная природа также наследуется. Это значит, что если производный класс, унаследовав-ший виртуальную функцию от базового класса, становится базовым по отношению к другому производному классу, виртуальная функция может по-прежнему замещаться. Иначе говоря, не имеет значения, сколько раз наследовалась виртуальная функция, она все равно остается виртуальной.
Эта программа выводит на экран следующие строки:
Вызов функции vfunc() из класса base.
Вызов функции vfunc() из класса derived1.
Вызов функции vfunc() из класса derived2.
В данном случае класс derived2 является наследником класса derived1, а не класса base, но функция vfunc() остается виртуальной.

#include
using namespace std;
class base { public:
virtual void vfunc()
{cout<<"Функция vfunc() из класса base\n"; } };
class derived1 : public base { public:
void vfunc()
{cout<<"Функция vfunc() из класса derived1\n";} };
class derived2 : public derived1 { public:
/* Функция vfunc() не замещается в классе derived2.
Поскольку класс derived2 наследник класса derived1, вызывается функция vfunc() из класса derivedl */
};
int main()
{ base *p, b; derived1 d1; derived2 d2;
// Указатель на объект класса base
p = &b;
p->vfunc(); //
// Указатель на объект класса derived1
p = &d1;
p->vfunc();//Вызов функции vfunc() из класса derived1
// Указатель на объект класса derived2
p = &d2;
p->vfunc();//Вызов функции vfunc() из класса derived1
return 0;
}

Эта программа содержит простой пример чисто виртуальной функции.
Базовый класс number содержит целое число val, функцию setval() и чисто виртуальную функцию show().
Производные классы hextype, dectype и octtype являются наследниками класса number и переопределяют функцию show() так, что она выводит значение val в соответствующей системе счисления (шестнадцатеричной, десятичной или восьмеричной).
Несмотря на простоту этого примера, он достаточно ярко иллюстрирует ситуацию, когда в базовом классе невозможно дать осмысленное определение виртуальной функции. В данном случае класс number просто обеспечивает единообразный интерфейс для использования производных типов. Функцию show() невозможно определить в классе number, поскольку в нем не задана основа системы счисления. Однако чисто виртуальная функция show() гарантирует, что в каждом производном классе она будет соответствующим образом переопределена.
Следует иметь в виду, что все производные классы обязаны переопределять чисто виртуальную функцию. Если этого не сделать, возникнет ошибка компиляции.

Абстрактные классы и виртуальные функции позволяют создавать библиотеки классов (class library), носящие обобщенный характер. Любой программист может создать класс, производный от библиотечного, добавив свои собственные функции. При этом будет сохранен единообразный интерфейс, определенный базовым классом
Таким образом, библиотечные классы можно адаптировать к новым ситуациям.

Виртуальные функции позволяют очень легко реагировать на новую ситуацию.
Предположим, что в предыдущей программе необходимо предусмотреть преобразование футов в метры, включив его в класс convert.
Базовый класс convert служит примером абстрактного класса. Виртуальная функция compute() не определяется в классе convert, поскольку в нем нет информации о выполняемом преобразовании. Функция compute() наполняется конкретным смыслом лишь в производных классах.

class A { int ax;
public: A (int n = 1) { ax = n; }
virtual int f1(int a = 5, int b = 5) { cout<< " A::f1 "; return 0;}
virtual int f2(int x = 10) { cout<<" A::f2 x= "< };
class C : public A { int cx;
public: С ( int n = 3 ) { cx = n; };
int f1(int a, int b = 0)
{cout<< " C::f1 a= "<