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如何用 c++ 引用和指针实现多态

2023-06-29 13:07:58 深夜i -- --

C++ 引用指针多态

多态是面向对象编程中最重要的概念之一，它让我们可以以更加灵活的方式编写代码。在 C++ 中实现多态可以使用引用和指针。下面就让我们一起来了解一下如何使用 C++ 引用和指针实现多态。

在 C++ 中，多态可以通过虚函数和抽象类来实现。虚函数是在基类中声明的一种函数，它可以被子类重写。抽象类是不能被实例化的类，它只能作为其他类的基类使用，其中至少有一个纯虚函数。

使用引用实现多态

引用是另一种 C++ 的重要特性，它是指一个已经存在的变量的别名。当我们使用引用的时候，我们实际上是在操作被引用的变量。在 C++ 中，我们可以使用引用来实现多态。

假设我们有一个图形类，我们可以使用引用将其作为参数传递给基类和子类中的函数，这样就可以实现多态。

例如，我们有一个名为 Shape 的基类和两个名为 Circle 和 Rectangle 的子类。Shape 类中有一个名为 getArea() 的虚函数，Circle 和 Rectangle 类都会重写这个方法。现在，我们可以使用如下代码来实现多态：


#include <iostream>
class Shape {
public:
  virtual double getArea() return 0;
};
class Circle : public Shape {
public:
  double radius;
  Circle(double r) radius = r;
  double getArea() override { return 3.14159 * radius * radius; }
};
class Rectangle : public Shape {
public:
  double width;
  double height;
  Rectangle(double w, double h) width = w; height = h;
  double getArea() override { return width * height; }
};
int main() {
  Circle c(10);
  Rectangle r(5, 4);
  Shape& s1 = c;
  Shape& s2 = r;
  std::cout << "The area of Circle is: " << s1.getArea() << std::endl;
  std::cout << "The area of Rectangle is: " << s2.getArea() << std::endl;
  return 0;
}

在这个例子中，我们使用了 Shape 类型的引用来引用 Circle 和 Rectangle 类型的对象，并且调用的是每个子类的 getArea() 方法。因为 getArea() 是虚函数，所以编译器会自动调用相应子类的方法，而不是基类的方法。

使用指针实现多态

指针是另一种可以使用来实现多态的 C++ 特性。我们可以在定义指针时使用基类类型，然后将其指向任何一个继承了该基类的子类对象。这样，我们就可以通过这个指针调用子类的方法，实现多态。

看下面的例子，我们可以使用指针实现多态：


#include <iostream>
class Shape {
public:
  virtual double getArea() return 0;
};
class Circle : public Shape {
public:
  double radius;
  Circle(double r) radius = r;
  double getArea() override { return 3.14159 * radius * radius; }
};
class Rectangle : public Shape {
public:
  double width;
  double height;
  Rectangle(double w, double h) width = w; height = h;
  double getArea() override { return width * height; }
};
int main() {
  Circle c(10);
  Rectangle r(5, 4);
  Shape* p1 = &c;
  Shape* p2 = &r;
  std::cout << "The area of Circle is: " << p1->getArea() << std::endl;
  std::cout << "The area of Rectangle is: " << p2->getArea() << std::endl;
  return 0;
}

在这个例子中，我们使用了 Shape 类型的指针来指向 Circle 和 Rectangle 类型的对象，并且调用的是每个子类的 getArea() 方法。因为 getArea() 是虚函数，所以编译器会自动调用相应子类的方法，而不是基类的方法。

总结

使用引用和指针可以实现多态，这在 C++ 中非常重要。引用和指针都可以引用不同类型的对象，并调用相应子类的方法，而不是基类的方法。如果我们需要编写灵活的代码，实现多态就是必要的。

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