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C++的多态实现方法

2023-06-28 13:01:49 深夜i -- --

C++ 多态实现方法

C++是一种高级编程语言，支持多态性的实现方法。多态是指同一操作作用于不同的对象上会产生不同的结果。C++中的多态性通过虚函数和纯虚函数来实现。

虚函数是在基类中声明的函数，它的实际调用是在派生类中实现的。当基类指针或引用指向派生类的对象时，如果有虚函数被调用，那么实际执行的是派生类中的实现。这种机制被称为运行时多态性，因为实际调用的函数是在运行时才确定的。例如：


class Animal {
public:
  virtual void speak() {
    std::cout << "I am an animal\n";
  }
};
class Cat: public Animal {
public:
  void speak() {
    std::cout << "I am a cat\n";
  }
};
int main() {
  Animal* animal = new Cat();
  animal->speak(); // 输出 "I am a cat"
  delete animal;
  return 0;
}

在上面的例子中，我们定义了一个基类 `Animal`，它有一个虚函数 `speak`，在派生类 `Cat` 中实现了这个函数。在 `main` 函数中，我们使用基类指针指向派生类对象，调用了 `speak` 函数，并输出了 `I am a cat`。

纯虚函数是在基类中声明的抽象函数，它没有实现，只是用来占位的。纯虚函数必须在派生类中重新实现才能被调用。派生类如果没有重新实现纯虚函数，那么它也是一个抽象类，无法被实例化。例如：


class Shape {
public:
  virtual double area() = 0;
};
class Rectangle: public Shape {
public:
  Rectangle(double l, double w): length(l), width(w) {}
  double area() {
    return length * width;
  }
private:
  double length;
  double width;
};
int main() {
  Shape* shape = new Rectangle(5, 3);
  std::cout << "Area: " << shape->area() << std::endl;
  delete shape;
  return 0;
}

在这个例子中，我们定义了一个基类 `Shape`，它有一个纯虚函数 `area`。我们派生了一个 `Rectangle` 类，实现了这个函数，用于计算矩形的面积。在 `main` 函数中，我们使用基类指针指向 `Rectangle` 对象，调用了 `area` 函数，并输出了计算出的面积。

通过虚函数和纯虚函数，C++很好地实现了多态性，让代码更加灵活和可扩展。在实际的开发中，多态性被广泛应用，是提高代码质量和复用性的重要手段。

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