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C++中的多态实现方法及应用介绍

2023-07-06 02:43:33 深夜i -- --

C++ 多态实现方法应用介绍

C++编程语言是一种面向对象编程语言，它支持多态性，这个特性使得程序更加灵活。在C++中，多态性是指一个对象能够拥有多种形态，这些形态可以在不同情况下进行使用。多态性在面向对象编程中可以带来很多好处，本文将介绍C++中的多态实现方法及其应用。

1. 虚函数实现多态

在C++中，通过虚函数可以方便地实现多态。虚函数是指在基类中定义的虚函数，可以被子类覆盖，从而实现不同的功能。在使用虚函数时，需要将函数声明为虚函数，在函数前面加上关键字“virtual”。例如：


class Shape {
  public:
   virtual void draw()
     cout << "I am a Shape" << endl;
   
};
class Rectangle: public Shape {
  public:
   void draw()
     cout << "I am a Rectangle" << endl;
   
};
class Circle: public Shape {
  public:
   void draw()
     cout << "I am a Circle" << endl;
   
};

这样，在子类中实现的同名函数会覆盖基类中的虚函数，从而实现多态。当我们调用不同的子类对象的draw()函数时，就可以得到不同的输出结果。

2. 纯虚函数实现抽象类

在面向对象编程中，常常会遇到某些类只是作为基类存在，不能直接被实例化，这种类叫做抽象类。抽象类通常没有实现任何函数，而是将一些没有实现的函数声明为纯虚函数，这样的类叫做纯虚函数。

在C++中，可以通过将函数声明为纯虚函数来实现抽象类，只需要在函数声明后面加上“= 0”即可。例如：


class Shape {
  public:
   virtual void draw() = 0;
};

这样，Shape类就变成了一个抽象类，无法被直接实例化。子类继承抽象类后，必须实现所有的纯虚函数，才能被实例化。

3. 使用指针实现多态

在C++中，可以使用指针来实现多态。由于派生类的对象可以被当做基类对象使用，所以可以将派生类对象的地址赋给基类指针变量，从而实现多态。例如：


Shape *shape;
Rectangle rec;
Circle cir;
 
shape = &rec;
shape->draw();
 
shape = &cir;
shape->draw();

这样，shape指针会根据指向的实际对象的类型，调用相应的函数，从而实现多态。

4. 应用举例

多态性在面向对象程序设计中有很多应用，例如：

（1）实现运行时多态性：可以根据运行时的实际情况调用不同的函数，从而实现不同的功能。

（2）实现框架性函数：例如用于创建一个图像或一个文档等，可以在基类中定义虚函数，派生类根据需求自行实现函数，从而完成定义。

（3）实现缓冲区：例如在图形界面中，用户输入的内容需要缓存，而不同的输入方式需要不同的缓冲区，这时可以使用多态性来实现不同类型的缓冲区。

总结

多态性是面向对象编程语言中非常重要的特性，可以实现代码的灵活性和可扩展性。在C++中，可以通过虚函数、纯虚函数和指针等方式来实现多态。多态性在实际应用中具有广泛的应用，可以提高代码的复用性和可维护性。

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