Bài 7 cung cấp kiến thức về đa hình trong lập trình hướng đối tượng. Nội dung trình bày trong chương này gồm có: Các phương thức ảo, lớp cơ sở trừu tượng, các thành viên ảo của một lớp,... Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm các nội dung chi tiết.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Lập trình hướng đối tượng: Bài 7 - Phạm Thị Bích Vân
- Bài 7: Đa hình
- Giới thiệu
•
Đa hình là khả năng cho phép:
•
Cho phép các lớp được định nghĩa các phương thức trùng
nhau: cùng tên, cùng số lượng và kiểu tham số, cùng kiểu trả
về. Việc định nghĩa phương thức trùng nhau của các lớp kế
thừa nhau còn được gọi là sự nạp chồng phương thức.
•
Khi gọi các phương thức trùng tên, dựa vào đối tượng đang
gọi mà chương trình sẽ thực hiện phương thức của lớp tương
ứng, và do đó, sẽ cho các kết quả khác nhau.
•
Ví dụ: Xây dựng lớp người, lớp sinh viên, lớp giáo viên cùng
có phương thức Nhap() và phương thức Xuat().
Như vậy đa hình là khả năng cho phép viết chương trình để xử lý
tổng quát các đối tượng của tất cả các lớp trong một phân cấp như
các đối tượng của lớp cơ sở. Do vậy một thông điệp được gửi đi mà
không cần biết đối tượng nhận thuộc lớp nào.
- Các phương thức ảo
•
Xét ví dụ
3 lớp A,B,C đều có phương thức xuat()
A *p, *q, *r; // p, q, r là con trỏ kiểu A
A a; // a là đối tượng kiểu A
B b; // b là đối tượng kiểu B
C c; // c là đối tượng kiểu c
//
p = &a ;
q = &b ;
r = &c ;
//
p>xuat();
q>xuat();
r>xuat();
⇒
Cả ba câu lệnh đều gọi đến A::xuat()
⇒
Giải pháp: Xây dựng xuat() là phương thức ảo
- Các phương thức ảo
•
Giả sử A là lớp cơ sở.
•
B,C,D là lớp dẫn xuất.
•
Giả sử các lớp này đều có phương thức xuat().
•
Để định nghĩa các phương thức này là ảo có 2 cách:
o
Hoặc thêm từ khoá virtual vào dòng tiêu đề của
phương thức bên trong định nghĩa lớp cơ sở A.
o
Hoặc thêm từ khoá virtual vào dòng tiêu đề bên
trong định nghĩa của tất cả các lớp A, B, C và D
- Các phương thức ảo
•
Khi xây dựng một cấu trúc cây phân cấp, người lập
trình chuẩn bị các hành vi chung của lớp đó.
•
Hành vi giao tiếp chung sẽ được dùng để thể hiện
cùng hành vi, nhưng có các hành động khác nhau đó
là phương thức ảo.
Ví dụ: Đọc thêm ví dụ trang 122 giáo trình LTHĐT
- Các phương thức ảo
class Base class Derived : public Base
{
{
public:
public:
virtual void Display()
virtual void Display() {
{ cout
- Các phương thức ảo
•
Kết quả khi chạy chương trình:
•
Giải thích:
•
Nếu không có khai báo virtual cho phương thức Base::Display()
khi đó lệnh Show(D) trong hàm main() sẽ gọi đến Base::Display()
(vì đối tượng của lớp dẫn xuất cũng là đối tượng của lớp cơ sở).
•
Nhờ khai báo virtual cho phương thức Base::Display() nên sẽ
không thực hiện gọi phương thức Base::Display() một cách cứng
nhắc trong hàm Show() mà tùy thuộc vào kiểu của tham số vào lúc
chạy chương trình. ( khi truyền tham số B thì Base::Display()
được gọi, khi truyền D thì Derived::Display() được gọi).
- Các phương thức ảo
•
Giải thích cơ chế:
•
Khi nhận thấy có khai báo virtual trong lớp cơ sở, trình biên
dịch sẽ thêm vào mỗi đối tượng của lớp cơ sở và lớp dẫn
xuất của nó một con trỏ chỉ đến bảng phương thức ảo
(virtual function table), con trỏ có tên vptr.
•
Bảng phương thức ảo là nơi chứa các con trỏ chỉ đến đoạn
chương trình đã biên dịch ứng với các phương thức ảo.
•
Mỗi lớp có một bảng phương thức ảo.
•
Trình biên dịch chỉ lập bảng phương thức ảo khi bắt đầu có
việc tạo đối tượng của lớp. Đến khi chương trình chạy,
phương thức ảo của đối tượng mới được nối kết và thi
hành thông qua con trỏ vptr
- Các phương thức ảo
•
Giải thích cơ chế:
•
Xét ví dụ trên: Hàm Show(D).
•
Đối tượng D thuộc lớp Derived tuy bị chuyển đổi kiểu
thành một đối tượng thuộc lớp Base nhưng nó không hoàn
toàn giống một đối tượng của Base chính cống như B.
•
Con trỏ vptr trong B chỉ đến vị trí trên bảng phương thức
ảo ứng với phương thức Base::Display(), trong khi con trỏ
vptr trong D vẫn còn chỉ đến phương thức
Derived::Display() cho dù D bị chuyển kiểu thành Base.
Do vậy lệnh: Show(D);gọi đến phương thức
Derived::Display()
- Các phương thức ảo
•
Đặc trưng của phương thức ảo.
•
Phương thức ảo không thể là các phương thức tĩnh.
•
Không cần thiết phải ghi rõ từ khóa virtual trước
định nghĩa một phương thức ảo trong lớp dẫn xuất.
•
Khi một phương thức được định nghĩa là ảo, từ lớp
cơ sở đến lớp dẫn xuất đều phải định nghĩa thống
nhất về tên, kiểu trả về và danh sách các tham số.
Nếu ta sơ xuất định nghĩa phương thức khác đi thì
trình biên dịch sẽ hiểu đó là phương thức khác.
- Lớp cơ sở trừu tượng
•
Trong quá trình thiết kế hướng đối tượng, để tạo hệ thống phả
hệ mang tính kế thừa cao người lập trình phải đoán trước sự phát
triển của cấu trúc từ đó lựa chọn những thành viên phù hợp cho
lớp trên cùng.
•
Để tránh tình trạng xây dựng các đối tượng lãng phí bộ nhớ, C++
cho phép thiết kế các lớp có các phương thức ảo không làm gì cả,
và cũng không thể tạo ra đối tượng của lớp đó.
Những lớp như vậy gọi là lớp trừu tượng.
- Lớp cơ sở trừu tượng
•
Là lớp chỉ dùng làm cơ sở cho các lớp khác.
•
Không được khởi tạo một đối tượng thuộc lớp trừu
tượng.
•
Các phương thức của lớp trừu tượng là các phương
thức ảo thuần túy.
virtual void tên_phương_thức() = 0 ;
•
Bất kỳ lớp nào dẫn xuất từ một lớp cớ sở trừu tượng
phải định nghĩa lại tất cả các phương thức thuần ảo mà
nó thừa hưởng.
- Lớp cơ sở trừu tượng
•
Trong cây phân cấp trên không phải lớp nào cũng cần hàm print(),
nhưng nó được tạo ra ở khắp nơi để tạo bộ mặt chung cho mọi lớp của
cây phân cấp.
•
A::Print() thường là phương thức ảo để có được tính đa hình.
- Lớp cơ sở trừu tượng
•
Khi đó với hàm
void Show(A* a)
{
a>Print();
}
ta có thể truyền đối tượng đủ kiểu cho nó (A, B, C, D hoặc E) mà
vẫn gọi đến đúng phuơng thức Print() phù hợp, dù kiểu của đối
tượng lúc biên dịch vẫn còn chưa biết.
•
Để tránh trình trạng vô tình tạo ra đối tượng thuộc lớp A, ta
thường xây dựng lớp trừu tượng với các phương thức thuần ảo
(pure virtual function) như sau:
class A
{
public:
virtual void Print() = 0;
};
- Lớp cơ sở trừu tượng
Ø
Chú ý:
•
Chúng ta không thể tạo ra một đối tượng của lớp trừu tượng,
nhưng hoàn toàn có thể tạo ra một con trỏ trỏ đến lớp này (vì
con trỏ không phải là đối tượng thuộc lớp) hoặc là một tham
chiếu.
•
Nếu trong lớp kế thừa từ lớp trừu tượng chúng ta không định
nghĩa phương thức thuần ảo, do tính kế thừa nó sẽ bao hàm
phương thức thuần ảo của lớp cơ sở, nên lớp dẫn xuất này sẽ
trở thành lớp trừu tượng.
•
Theo định nghĩa lớp trừu tượng, nếu trong lớp dẫn xuất (từ
lớp cơ sở trừu tượng) chúng ta định nghĩa thêm một phương
thức thuần ảo khác, lớp này cũng sẽ trở thành lớp trừu tượng.
- Các thành viên ảo của một lớp
•
Các toán tử ảo:
•
Các toán tử bản chất cũng là các phương thức nên ta có thể định
nghĩa các toán tử là ảo, chú ý kiểu của toán hạng phải sử dụng
kiểu của lớp cơ sở gốc có toán tử ảo.
•
Ví dụ
class A
{ …
virtual A& operator + (A& T);
virtual A& operator = (A& T);
… }
Class B: public A
{…
virtual A& operator + (A& T);
virtual A& operator = (A& T);
… }
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
