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C++的多态和重载技术

2023-06-30 09:17:30 深夜i 13 0

C++ 多态重载函数重载运算符重载

C++作为一门面向对象的编程语言，为了提高代码的可重用性和可扩展性，提供了多种强大的语言特性。其中，多态和重载技术是C++中最为常用和重要的两个技术。

多态技术是指同一种操作或函数调用，可以根据不同的对象类型，执行不同的行为。在C++中，实现多态有两种方式：虚函数和纯虚函数。

虚函数是在基类中定义的一种特殊的函数，可以被子类重写（覆盖）掉。在运行时，如果调用虚函数的对象是基类指针或引用，则根据实际对象类型，自动调用正确的子类函数。这种机制可以大幅简化代码，实现更为灵活的设计。

例如：

class Shape {
public:
  virtual double area() = 0; // 纯虚函数
};
class Circle : public Shape {
public:
  Circle(double r) : radius(r) {}
  double area() { return 3.14 * radius * radius; }
private:
  double radius;
};
class Rectangle : public Shape {
public:
  Rectangle(double w, double h) : width(w), height(h) {}
  double area() { return width * height; }
private:
  double width;
  double height;
};
void printArea(Shape& s) {
  cout << "Area is " << s.area() << endl;
}
int main() {
  Circle c(2.5);
  Rectangle r(3.0, 4.0);
  printArea(c); // 输出：Area is 19.625
  printArea(r); // 输出：Area is 12
  return 0;
}

在上面的示例中，Shape类定义了一个纯虚函数area()，它没有具体的实现，但可以被Circle和Rectangle类重写。printArea()函数接受一个Shape对象的引用，调用它的area()函数，但不需要关心它的具体类型（是Circle还是Rectangle）。由于area()是虚函数，所以程序会自动根据实际的对象类型（c或r），调用正确的函数，输出面积结果。

重载技术是指在相同作用域内定义多个名称相同但参数列表不同的函数。当程序调用这些函数时，根据传递的参数类型和数量，自动选择匹配的函数。重载的函数可以有完全不同的实现，但必须有相同的名称和返回类型。

例如：

int add(int a, int b) {
  return a + b;
}
double add(double a, double b) {
  return a + b;
}
int add(int a, int b, int c) {
  return a + b + c;
}
int main() {
  cout << add(1, 2) << endl; // 输出：3
  cout << add(1.5, 2.5) << endl; // 输出：4
  cout << add(1, 2, 3) << endl; // 输出：6
  return 0;
}

在上面的示例中，定义了三个名为add的函数，但它们的参数列表不同（一个带两个int参数，一个带两个double参数，一个带三个int参数）。当调用add()函数时，根据传递的实参类型和数量，自动匹配到对应的函数。

综上所述，多态和重载技术是C++中最为重要的两个特性之一。它们大幅度提高了代码的可读性和可维护性，使得程序设计更加灵活高效。因此，在编写复杂的业务逻辑时，我们应当充分利用这些特性，以便更好地实现和维护我们的程序。

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