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c++多态是怎么实现的_c++ 多态实现方法

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发布： 2025-10-16 20:51:05

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多态通过基类指针或引用调用派生类函数实现，依赖虚函数和vtable机制。基类中用virtual声明虚函数，派生类重写该函数，运行时动态绑定具体实现。

c++多态是怎么实现的_c++ 多态实现方法

在C++中，多态是面向对象编程的核心特性之一，它允许通过基类的指针或引用调用派生类的函数。这种行为在运行时决定具体调用哪个函数，称为动态多态。其实现主要依赖于虚函数机制和虚函数表（vtable）。

虚函数与virtual关键字

要实现多态，必须在基类中将需要被重写的函数声明为虚函数，使用virtual关键字：

class Base {
public:
    virtual void show() {
        std::cout << "Base show" << std::endl;
    }
};
<p>class Derived : public Base {
public:
void show() override {
std::cout << "Derived show" << std::endl;
}
};</p>

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当基类指针指向派生类对象时，调用show()会执行派生类的版本：

Base* ptr = new Derived();
ptr->show(); // 输出：Derived show

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虚函数表（vtable）与虚函数指针（vptr）

C++编译器在后台为每个含有虚函数的类生成一个虚函数表（vtable），其中存储了该类所有虚函数的实际地址。每个对象内部则包含一个隐式的指针——vptr，指向其所属类的vtable。

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当调用虚函数时，程序通过对象的vptr找到vtable，再从中查找对应函数的地址。
这个过程发生在运行时，因此实现了运行时多态。
普通函数调用是静态绑定，而虚函数是动态绑定。

纯虚函数与抽象类

如果想定义一个不能实例化的接口类，可以使用纯虚函数：

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

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含有纯虚函数的类称为抽象类，不能创建实例。派生类必须实现所有纯虚函数，否则仍是抽象类。