C++中的多态（Polymorphism）是面向对象编程的三大特性之一，它允许使用父类类型的指针或引用来指向子类对象，并通过该指针或引用来调用子类中覆盖或重载的方法，从而实现一种通用的、可重用的程序设计。
多态的实现主要依赖于以下机制：
- 虚函数（Virtual Functions）：
- 父类中声明为
virtual的成员函数可以在子类中被覆盖（override）。 - 当使用父类类型的指针或引用来指向子类对象时，通过该指针或引用来调用虚函数，会执行子类中覆盖的版本，而不是父类中的版本。
- 父类中声明为
- 纯虚函数（Pure Virtual Functions）：
- 在虚函数的声明后加上
= 0，则该函数变为纯虚函数。 - 包含纯虚函数的类被称为抽象类（Abstract Class），它不能被实例化。
- 派生自抽象类的子类必须提供纯虚函数的实现，除非该子类也是抽象类。
- 在虚函数的声明后加上
- 动态绑定（Dynamic Binding）：
- 也称为后期绑定或运行时绑定。
- 在运行时，根据对象的实际类型来确定调用哪个版本的成员函数。
- 函数重载（Function Overloading）：
- 虽然函数重载与多态的概念不完全相同，但它是多态的一种表现形式。
- 同一个类中可以存在多个同名但参数列表不同的成员函数，编译器根据调用时提供的参数来确定调用哪个版本的函数。
- 构造函数和析构函数不能是虚函数：
- 构造函数在对象被创建时调用，而析构函数在对象被销毁时调用。在这两个时间点，对象的类型已经确定，因此没有必要进行动态绑定。
- 如果需要在析构时执行特定的操作，可以考虑将这部分操作放在一个虚函数中，并在析构函数中调用它。
- 多态与继承、封装的关系：
- 多态性是与继承紧密相关的，它是通过类的继承层次结构来实现的。
- 封装则是将对象的属性和操作隐藏起来，只对外提供必要的接口。多态性可以看作是封装的一种延续，它使得我们可以使用统一的接口来处理不同的对象。
示例：
cpp复制代码
class Animal { |
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public: |
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virtual void speak() { |
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std::cout << "The animal speaks" << std::endl; |
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} |
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virtual ~Animal() {} // 虚析构函数，确保多态删除时正确调用子类的析构函数 |
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}; |
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class Dog : public Animal { |
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public: |
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void speak() override { |
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std::cout << "The dog barks" << std::endl; |
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} |
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}; |
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class Cat : public Animal { |
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public: |
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void speak() override { |
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std::cout << "The cat meows" << std::endl; |
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} |
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}; |
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void letAnimalSpeak(Animal* animal) { |
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animal->speak(); // 多态调用，执行的是实际对象（Dog或Cat）的speak方法 |
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} |
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int main() { |
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Dog myDog; |
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Cat myCat; |
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letAnimalSpeak(&myDog); // 输出 "The dog barks" |
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letAnimalSpeak(&myCat); // 输出 "The cat meows" |
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return 0; |
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} |