Тема 2.4 Полиморфизм. Виртуальные функции.

Полиморфи́зм (в языках программирования) — возможность объектов с одинаковой спецификацией иметь различную реализацию.

В объектно-ориентированных языках класс является абстрактным типом данных. Полиморфизм реализуется с помощью наследования классов и виртуальных функций. Класс-потомок наследует сигнатуры методов класса-родителя, а реализация, в результате переопределения метода, этих методов может быть другой, соответствующей специфике класса-потомка. Другие функции могут работать с объектом класса-родителя, но при этом вместо него во время исполнения будет подставляться один из классов-потомков. Это называется поздним связыванием.

Основные концепции:

1. Полиморфизм представляет собой способность объекта изменять форму во время выполнения программы.

2. Для создания полиморфных объектов программа должна использовать виртуальные (virtual) функции.

3. Виртуальная (virtual) функция — это функция базового класса, перед именем которой стоит ключевое слово virtual.

4. Любой производный от базового класс может использовать или перегружать виртуальные функции.

5. Для создания полиморфного объекта следует использовать указатель на объект базового класса.

Предположим, например, что требуется написать программу, которая эмулирует телефонные операции. Сюда входят такие операции как набор номера, звонок, разъединение и индикация занятости. С помощью этих операций можно определить следующий класс:

#include <stdio.h>

#include <iostream.h>

#include <conio.h>

class phone {

public:

void dial(char *number) {cout<<"Connecting..."<<endl;}//метод соединение

phone(char *number) { strcpy(phone::number, number); }

protected:

char number[13];

};

//Создание объекта-телефона класса phone:

void main(void) {

phone telephone("555-1212");

telephone.dial("212-555-1212");

getch();

}

Программа не делает различий между дисковым и кнопочным телефонами, также она не поддерживает платные телефоны (пользователь должен заплатить 250 руб, чтобы позвонить).

Поскольку нам известно наследование, то необходимо создать классы touch_tone(кнопочный) и pay_phone(платный) из класса phone, как показано ниже:

class touch_tone : public phone {

public:

void dial(char *number){ cout<<"Connecting by touch_tone..."<<endl;}

touch_tone(char *number) : phone(number){ }

};

class pay_phone: public phone {

public:

void dial(char *number) {

cout<<"Pay "<< amount <<" r"<<endl<<"Connecting... "<< number <<endl;}

pay_phone(char *number, int amount) : phone(number) {

pay_phone::amount = amount;

}

private:

int amount;

};

Как видно, классы touch_tone и pay__phone определяют свой собственный метод dial. Следующая программа использует эти классы для создания объектов rotary, touch_tone и pay_phone:

void main (void) {

phone rotary("303-555-1212");

rotary.dial("602-555-1212");

touch_tone telephone("555-1212");

telephone.dial("212-555-1212");

pay_phone city_phone("555-1111", 250);

city_phone.dial("212-555-1212");

}

Если вы откомпилируете и запустите эту программу, на экране дисплея появится следующий вывод: