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C++中的多态性及示例解析

2023-07-08 10:48:22 深夜i -- --

C++ 多态性示例解析

C++是一种面向对象的编程语言，在其中最重要的特征之一就是多态性。多态性可以使同一个函数或操作在不同对象上产生不同的行为。本文将介绍C++中的多态性及其示例，以便更好地理解这个概念。

多态性概述

多态性是指不同的对象可以通过相同的接口来完成相似的操作。简单来说，多态是相同的接口，不同的实现。它是一种推迟绑定（或运行时绑定）的机制，是在程序运行时进行动态绑定的实现。

例子1

我们可以通过下面这个例子来更好地理解多态性：


#include <iostream>
using namespace std;
class Animal {
 public:
  virtual void sound()
   cout << "动物发出声音。" << endl;
  
};
class Dog: public Animal {
 public:
  void sound()
   cout << "狗吠。" << endl;
  
};
class Cat: public Animal {
 public:
  void sound()
   cout << "猫叫。" << endl;
  
};
int main() {
 Animal *animal1 = new Animal();
 Animal *animal2 = new Dog();
 Animal *animal3 = new Cat();
 animal1->sound();
 animal2->sound();
 animal3->sound();
}

在上面的例子中，我们定义了一个Animal类和派生自Animal的Dog和Cat类。Animal类中定义了虚函数sound()，该函数在派生类中被重写。我们在main函数中创建了一个基类指针和两个派生类指针。然后，我们调用了它们的sound()函数。在运行时，程序会动态绑定sound()函数，从而产生不同的结果，即输出“动物发出声音。”、“狗吠。”和“猫叫。”。

例子2

在下面这个例子中，我们使用多态性来实现一个计算器程序：


#include <iostream>
using namespace std;
class Operation {
 public:
  double num1, num2;
  virtual double getResult()
   double result = 0;
   return result;
  
};
class Add: public Operation {
 public:
  double getResult() {
   return num1 + num2;
  }
};
class Subtract: public Operation {
 public:
  double getResult()
   return num1 - num2;
  
};
int main() {
 Operation *operation;
 Add add;
 Subtract sub;
 operation = &add;
 operation->num1 = 10.0;
 operation->num2 = 5.0;
 cout << "加法运算：" << operation->getResult() << endl;
 operation = &sub;
 operation->num1 = 10.0;
 operation->num2 = 5.0;
 cout << "减法运算：" << operation->getResult() << endl;
 return 0;
}

在这个例子中，我们定义了一个Operation类和派生自Operation的Add和Subtract类。Operation类包含了两个数字，然后定义了虚函数getResult()，这个函数在派生类中被重写。在main函数中，我们创建了指向基类的指针和两个派生类的对象。然后，我们将指针指向add对象，并设置num1和num2的值。最后，我们调用getResult函数来进行加法操作，并输出结果。接着，我们将指针指向sub对象，并计算两个数的差，最后输出结果。

结论

在C++中，多态性是一种非常有用的机制，可以使我们更好地把代码结构进行抽象和封装，从而提高代码重用和可维护性。虚函数的使用和指向基类的指针是实现C++多态性的关键。我们在程序中使用多态性时要注意，派生类的函数必须和基类函数的返回值、参数列表和名称完全相同，否则会报错。

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