C++中类和对象的多态性及其基本语法讲解

简介: C++中类和对象的多态性及其基本语法讲解

在C++中,多态性是面向对象编程的三大特性之一,它允许我们使用父类类型的指针或引用来调用子类的成员函数。多态性主要分为两种:编译时多态(通过函数重载和模板实现)和运行时多态(通过虚函数和指针或引用实现)。这里我们主要讨论运行时多态,它通常涉及到虚函数和动态绑定。

 

1. 虚函数

虚函数是C++中实现多态性的关键。当基类中的成员函数被声明为虚函数时,派生类可以重写该函数。在运行时,程序会根据对象的实际类型(而不是指针或引用的类型)来调用正确的函数。

 

示例代码:

image.png

image.png

讲解:

Shape 类中声明了一个虚函数 draw,这意味着 Shape 的派生类可以重写这个函数。

Circle 和 Rectangle 类继承了 Shape 类,并各自重写了 draw 函数。

drawShapes 函数接受一个 Shape 指针数组,并调用每个指针的 draw 函数。由于 draw 是虚函数,这里实际调用的是指针所指向对象的 draw 函数实现,即多态性发生。

main 函数中创建了 Circle 和 Rectangle 的对象,并将它们的地址存储在 shapes 数组中。然后调用 drawShapes 函数来绘制这些形状。

注意,当我们使用动态分配的对象时(如本例中的 new 操作符),必须在不再需要这些对象时显式释放它们(使用 delete 操作符)。否则会导致内存泄漏。

2. 纯虚函数和抽象类

如果一个类包含纯虚函数,那么这个类就是抽象类。抽象类不能被实例化,通常用作接口,定义一组需要由派生类实现的操作。

 

示例代码:

image.png

讲解:

AbstractShape 类中声明了一个纯虚函数 draw,由于 = 0 的存在,AbstractShape 成为一个抽象类。

Circle 类继承了 AbstractShape 并提供了 draw 函数的实现。

在 main 函数中,我们不能直接实例化 AbstractShape,因为它是一个抽象类。但我们可以实例化 Circle,因为 Circle 提供了所有纯虚函数的实现。

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