c++怎么实现多态_C++通过虚函数实现多态性详解-C++-PHP中文网

c++怎么实现多态_C++通过虚函数实现多态性详解

穿越時空

发布： 2025-10-06 10:45:02

原创

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多态指同一操作作用于不同对象产生不同结果，C++通过虚函数实现运行时多态。在基类中声明virtual函数，派生类用override重写，通过基类指针或引用调用时会根据实际对象类型动态绑定对应实现。例如Shape基类的draw()为虚函数，Circle和Rectangle继承并重写draw()，使用Shape*指向派生类对象时，调用draw()自动执行相应版本。若函数无具体实现可定义为纯虚函数（=0），含纯虚函数的类为抽象类，不能实例化，强制派生类实现该函数。注意：虚函数有轻微性能开销；基类析构函数应为虚函数以避免资源泄漏；构造和析构函数中调用虚函数不触发多态；建议使用override提高代码安全性。掌握这些是理解C++面向对象扩展性的关键。

c++怎么实现多态_c++通过虚函数实现多态性详解

在C++中，多态性是面向对象编程的三大核心特性之一（封装、继承、多态），它允许使用统一接口调用不同类的实现。C++通过虚函数机制实现运行时多态，这是多态最常见和最重要的方式。

什么是多态？

多态指的是同一操作作用于不同的对象，可以有不同的解释，产生不同的执行结果。简单说，就是“一个接口，多种实现”。

例如：有一个基类Shape，派生出Circle和Rectangle，它们都有draw()函数。我们希望用同一个指针或引用调用draw()时，能自动调用对应类型的实现。

虚函数与动态绑定

要实现多态，关键是在基类中将需要重写的函数声明为virtual，这会启用动态绑定（late binding）。

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当通过基类指针或引用调用虚函数时，程序会在运行时根据对象的实际类型决定调用哪个函数，而不是在编译时决定。

#include <iostream>
using namespace std;
<p>class Shape {
public:
virtual void draw() {
cout << "Drawing a shape." << endl;
}
};</p><p>class Circle : public Shape {
public:
void draw() override {
cout << "Drawing a circle." << endl;
}
};</p><p>class Rectangle : public Shape {
public:
void draw() override {
cout << "Drawing a rectangle." << endl;
}
};</p>

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上面代码中，draw()在基类中被声明为virtual，派生类重写该函数。使用基类指针指向派生类对象时，调用draw()会自动调用实际对象的版本。

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int main() {
    Shape* s1 = new Circle();
    Shape* s2 = new Rectangle();
<pre class='brush:php;toolbar:false;'>s1->draw();  // 输出: Drawing a circle.
s2->draw();  // 输出: Drawing a rectangle.

delete s1;
delete s2;
return 0;

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}

纯虚函数与抽象类

有时候，基类中的函数没有具体实现，只作为接口存在。这时可以使用纯虚函数。

纯虚函数使用= 0语法声明，包含纯虚函数的类称为抽象类，不能实例化。

class Shape {
public:
    virtual void draw() = 0;  // 纯虚函数
};
<p>class Circle : public Shape {
public:
void draw() override {
cout << "Drawing a circle." << endl;
}
};</p>

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这样就强制所有派生类必须实现draw()函数，否则无法创建对象。