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C++实验报告：多态性

2023-07-04 23:00:22 深夜i -- --

C++ 实验报告多态性

多态性是面向对象程序设计（Object-Oriented Programming）中一个非常重要的概念，也是C++语言中的核心特性之一。它允许程序员使用同一个函数调用不同的对象，从而提高程序的可扩展性和可维护性。本次实验的目的就是深入了解C++中的多态性，以及如何正确地使用多态性进行程序设计。

实验内容

本次实验使用了C++语言的多态性特性，分别设计了一个父类Shape以及两个子类Rectangle和Circle。Rectangle和Circle都是Shape的派生类，它们具有各自不同的属性（如长、宽、半径等），但都具有一个共同的特性——面积。因此，在Shape类中定义了一个虚函数getArea()，然后在Rectangle和Circle中分别重载了getArea()函数以计算各自的面积值。

通过这样的设计，我们可以使用一个基类Shape的指针来调用子类Rectangle和Circle中各自的getArea()函数，实现多态性的效果。具体实现过程如下：

1. 定义父类Shape

定义Shape类，该类只有一个纯虚函数getArea()，用来计算不同图形的面积。具体代码如下：


class Shape {
public:
  virtual double getArea() = 0;
};

2. 定义子类Rectangle和Circle

在Rectangle和Circle类中，分别定义各自的长、宽、半径等属性，并重载Shape类中的纯虚函数getArea()，用来计算各自的面积。具体代码如下：


class Rectangle : public Shape {
public:
  double width, height;
  Rectangle(double w, double h) : width(w), height(h) {}
  double getArea() override {
    return width * height;
  }
};
class Circle : public Shape {
public:
  double radius;
  Circle(double r) : radius(r) {}
  double getArea() override {
    return 3.14 * radius * radius;
  }
};

3. 使用多态性

在主函数中，定义一个Shape类的指针，然后手动创建一个Rectangle和一个Circle对象，并分别将它们赋值给指针。然后通过指针调用各自的getArea()函数，实现多态性的效果。具体代码如下：


int main() {
  Shape* shape_ptr;
  Rectangle rect(5.0, 8.0);
  Circle circle(3.0);
  shape_ptr = &rect;
  cout << "Rectangle's area = " << shape_ptr->getArea() << endl;
  shape_ptr = &circle;
  cout << "Circle's area = " << shape_ptr->getArea() << endl;
  return 0;
}

实验结果

经过测试，本次实验的程序运行正常，输出了Rectangle和Circle对象的面积值，如下所示：


Rectangle's area = 40
Circle's area = 28.26

结论

本次实验通过使用C++语言的多态性特性，实现了一个基类和两个派生类之间的多态调用，并成功计算了两个不同形状的图形的面积值。该实验充分展示了多态性的优越性和灵活性，同时我们也学习了如何正确地在C++中使用多态性进行程序设计。

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