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C++中多态的实现方法

2023-07-14 00:57:48 深夜i -- --

C++ 多态虚函数继承指针

C++是一种面向对象编程语言，它支持多种多态性的实现方法。所谓多态性，就是同一种行为可以通过多种方式实现或表现。

在C++中，多态可以通过三种方式实现，分别是虚函数、模板和RTTI。

1. 虚函数

虚函数是C++实现多态的一种重要方式。虚函数是在基类中定义的，其子类可以覆盖该函数并提供自己的实现。在调用虚函数时，实际上会根据调用者的具体类型来决定调用哪个实现。

虚函数的使用方法如下：

- 在成员函数前面加上关键字`virtual`，表示该函数是虚函数；

- 基类中定义虚函数的实现；

- 子类中覆盖基类虚函数的实现。

例如，我们可以定义一个动物类，其中包含一个声音的虚函数：


class Animal {
public:
  virtual void sound() { }
};

接着，我们可以定义一个狗类，覆盖动物类的声音函数：


class Dog : public Animal {
public:
  void sound() override std::cout << "汪汪汪" << std::endl;
};

当我们调用`sound()`函数时，会根据具体对象的类型来确定调用哪个实现：


Animal* animal = new Dog();
animal->sound();  // 输出：汪汪汪

这里我们通过基类类型的指针调用了子类的实现，即实现了多态。

2. 模板

另一种实现多态的方式是使用模板。模板是一种泛型编程方式，可以使函数或类在不同的类型上表现出相同的行为。

例如，我们可以定义一个打印函数：


template<typename T>
void print(T t)
  std::cout << t << std::endl;

然后我们可以使用该函数来打印不同的类型：


print(1);  // 输出：1
print("hello"); // 输出：hello

这里我们通过模板实现了不同类型的行为，即实现了多态。

3. RTTI

C++还支持在运行时检查对象的类型，这种方式称为运行时类型识别（RTTI）。RTTI可以通过`typeid`运算符来实现，它可以返回一个指向`std::type_info`类型的对象，该对象包含有关类型的信息。

例如，我们可以定义一个动物类和一个狗类，并使用`typeid`来检查它们的类型：


class Animal { };
class Dog : public Animal { };
Dog* dog = new Dog();
Animal* animal = dog;
if (typeid(*animal) == typeid(Dog))
  std::cout << "这是一只狗" << std::endl;

这里我们通过`typeid`检查了动物类型的对象是否是狗类型的对象，即实现了多态。

总结

C++支持多种方式实现多态，包括虚函数、模板和RTTI。虚函数是最常用的方式，在实现时需要注意虚函数的定义和实现，以及子类覆盖虚函数的方法。模板和RTTI可以更灵活地实现多态，但应用场景相对有限，需要谨慎使用。

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