【青岛理工大学C++实验上机实验报告】主要探讨了C++中的两个核心概念:多态与虚函数,以及运算符重载。以下是这两个主题的详细解释:
**一、多态与虚函数**
多态(Polymorphism)是面向对象编程中的重要特性,允许不同对象对同一消息作出不同的响应。在C++中,多态分为静态多态(编译时多态)和动态多态(运行时多态)。
1. **静态多态**:主要是通过函数重载和运算符重载实现,编译器在编译期间就能确定调用哪个函数或运算符。
2. **动态多态**:通过虚函数实现,它使得指针或引用可以在运行时指向不同类型的对象,调用相应对象的方法。理解虚函数的关键在于其在类继承层次中的作用。虚函数使得基类指针或引用能调用派生类的成员函数,实现动态绑定。
- **虚函数(Virtual Function)**:在基类中声明为`virtual`的函数,使得子类可以覆盖这个函数,实现多态。
- **纯虚函数(Pure Virtual Function)**:形如`virtual function() = 0;`的函数,定义抽象类,无法实例化,用于建立类层次的接口。
实验中提到,理解静态连编和动态连编的区别至关重要。静态连编在编译阶段完成,而动态连编在运行时根据对象的实际类型确定调用哪个函数。
**二、运算符重载**
运算符重载允许我们为自定义类型定义特定的运算符行为。这使得用户可以使用熟悉的运算符进行自定义对象的操作,提高代码的可读性。
1. **重要性与好处**:运算符重载使得自定义类型的行为更接近内置类型,提高代码的直观性和易用性。
2. **可重载与不可重载的运算符**:C++中大部分运算符都可以重载,例如`+`、`-`、`*`等,但有些不能,如`.*`、`.->`等。
3. **单目与双目运算符**:单目运算符(如`++`、`--`)只需要一个操作数,而双目运算符(如`+`、`-`)需要两个操作数。在重载时,注意参数列表的设置。
4. **运算符重载方法**:可以通过成员函数或友元函数实现,通常推荐使用成员函数,因为它们可以访问类的私有和保护成员。
实验内容中,设计了`Time`类和`Triangle`类,并利用运算符重载实现时间的加减以及三角形面积的累加。在`Time`类中,通过重载`+`、`-`运算符处理时间的加减,考虑到分钟和秒钟的进位规则。在`Triangle`类中,通过友元函数`operator+`实现两个三角形面积的相加。
总结来说,通过这次实验,学生不仅掌握了多态与虚函数的概念,还理解了运算符重载的应用,进一步增强了面向对象编程的能力。同时,了解到多态的实现依赖于公有继承、虚函数以及基类指针或引用。实验提供了实践这些概念的机会,有助于巩固理论知识。