多态通过虚函数和基类指针实现,运行时根据对象实际类型调用对应函数。1. 基类中声明virtual函数,派生类重写;2. 通过基类指针或引用调用时触发动态绑定;3. 纯虚函数=0定义抽象类,强制派生类实现;4. 虚析构函数确保delete时正确调用派生类析构;5. 底层由vtable机制支持,对象含vptr指向函数地址表,实现透明但影响性能。

在C++中,多态与动态绑定是面向对象编程的核心特性,主要通过虚函数(virtual function)和基类指针或引用来实现。它们让程序在运行时根据对象的实际类型调用对应的函数,而不是编译时决定。
要实现动态绑定,必须在基类中将需要多态的成员函数声明为virtual。当派生类重写该函数后,通过基类指针或引用调用该函数时,会自动调用实际对象类型的版本。
例如:
class Animal {
public:
virtual void speak() {
cout << "Animal speaks" << endl;
}
};
<p>class Dog : public Animal {
public:
void speak() override {
cout << "Dog barks" << endl;
}
};</p><p>class Cat : public Animal {
public:
void speak() override {
cout << "Cat meows" << endl;
}
};</p>使用时:
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Animal* ptr; Dog dog; Cat cat; <p>ptr = &dog; ptr->speak(); // 输出: Dog barks</p><p>ptr = &cat; ptr->speak(); // 输出: Cat meows</p>
这里调用的是哪个
speak()
ptr
如果希望基类中的函数没有实现,强制派生类提供自己的版本,可以使用纯虚函数:
class Animal {
public:
virtual void speak() = 0; // 纯虚函数
};
<p>class Dog : public Animal {
public:
void speak() override {
cout << "Dog barks" << endl;
}
};</p>包含纯虚函数的类是抽象类,不能实例化。这有助于设计接口,实现更清晰的多态结构。
当通过基类指针删除派生类对象时,若基类析构函数不是虚函数,可能导致派生部分未被正确释放。
正确做法:
class Animal {
public:
virtual void speak() = 0;
virtual ~Animal() = default; // 虚析构函数
};
这样确保delete基类指针时,会正确调用派生类的析构函数,防止资源泄漏。
基本上就这些。多态依赖虚函数表(vtable)机制,编译器为每个有虚函数的类生成一个虚表,对象包含指向该表的指针。调用虚函数时,程序通过该表找到实际应执行的函数地址。这个过程对程序员透明,但理解它有助于掌握性能和行为特点。
以上就是C++如何实现多态与动态绑定的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!
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