面向对象实验3类的多态

进一步掌握C++中的继承机制，掌握虚函数的声明、定义及用法； 在理解虚函数实现动态绑定机制的基础上，理解虚函数生效的前提——通过指向派生类对象的基类指针或通过引用派生类对象的基类引用调用虚函数； 了解引入纯虚函数的必要性和抽象类的“接口”作用；从而全面理解面向对象技术中的“多态性”这一大特性。 面向对象编程是现代软件开发中的核心概念之一，它允许我们以更加符合现实世界的方式来建模和组织代码。在这个面向对象实验3中，我们将深入探讨一个关键特性——多态性。多态性是面向对象三大特性（封装、继承、多态）之一，它允许我们使用一个基类的指针或引用来调用派生类的成员函数，从而实现灵活的代码设计和重用。 在C++中，多态性的实现主要依赖于虚函数。虚函数是在基类中声明并定义的，它允许通过基类指针或引用调用派生类中重写该函数的版本。这样，即使我们不知道指针或引用实际指向的是哪个具体的派生类对象，也可以正确地执行相应类的方法。例如，在实验中，`CGraph`类有一个虚函数`GetArea()`，其在派生类`CTriangle`和`CRectangle`中被重写，以计算不同图形的面积。通过基类指针或引用调用`GetArea()`，可以得到正确计算出的三角形或矩形的面积，这就是多态性的体现。 实验中还提到了纯虚函数，它是虚函数的一个特殊形式，其在基类中没有定义，仅声明。当一个类含有纯虚函数时，该类被称为抽象类，不能直接实例化，但可以作为其他类的基类。抽象类的主要作用是定义一个接口，即规定了派生类必须实现的成员函数。例如，`CGraph`类的`GetVertexNumber()`如果被声明为纯虚函数，那么所有继承自`CGraph`的类都必须提供自己的实现，确保每个图形都能正确报告其顶点数量。 实验步骤中包含了使用虚函数和纯虚函数的实例。在第5步中，将`GetArea()`和`GetPerimeter()`改为纯虚函数，会导致`CGraph`类成为抽象类，无法创建实例。而通过基类指针或引用调用这些纯虚函数会引发编译错误，因为它们没有具体的实现。这展示了纯虚函数强制派生类提供实现的功能。 第6步中，将`GetVertexNumber()`改为普通函数，意味着这个函数不再具备多态性。即使通过`CGraph`指针或引用调用，也将始终执行基类`CGraph`中的`GetVertexNumber()`，而不会根据实际指向的对象类型来调用派生类的版本。这会使得代码的灵活性降低，不能根据对象的实际类型动态地执行不同的行为。 总结来说，这个实验旨在帮助学生深入理解C++中的多态性，包括虚函数和纯虚函数的使用，以及它们在实现动态绑定和抽象接口中的角色。通过具体的编程实践，学生可以更好地掌握面向对象编程的核心概念，并将其应用于实际问题的解决中。