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c++多态

nanyue 2025-01-20 15:37:11 技术文章 6 ℃

C++是一种支持面向对象编程的高级编程语言,多态是面向对象编程中的重要概念之一,可以提高代码的可扩展性和复用性。下面我将以文字和代码的方式说明C++中多态的实现方法。

多态的定义

多态是指在不同的对象上调用相同的函数,可以有不同的结果。具体来说,多态意味着允许将父类指针或引用指向子类对象,并且通过这些指针或引用调用子类中的成员函数,从而实现基类指针或引用的动态绑定。

多态的实现

在C++中,多态有两种实现方式:虚函数(动态多态)和模板(静态多态)。

动态多态

动态多态通过虚函数实现,可以在基类中声明虚函数,在派生类中对其进行复写,当父类指针或引用指向子类对象,并调用虚函数时,就会根据运行时对象的实际类型,动态绑定到相应的函数。下面是一个简单的示例:

class Shape {
public:
    virtual void draw() {} // 声明虚函数
};

class Circle : public Shape {
public:
    void draw() override { // 实现虚函数
        std::cout << "Draw a circle." << std::endl;
    }
};

class Square : public Shape {
public:
    void draw() override { // 实现虚函数
        std::cout << "Draw a square." << std::endl;
    }
};

int main() {
    Shape* shapes[] = {new Circle(), new Square()};
    for (auto shape : shapes) {
        shape->draw(); // 动态绑定到子类的函数
    }
    return 0;
}

以上代码中,我们定义了一个Shape基类,其中声明了名为draw()的虚函数,表示图形应该有绘制自己的方法。然后定义了派生类Circle和Square,在它们中分别实现了draw()虚函数。最后在主函数中,我们定义了一个Shape*类型的数组,将它们的指针初始化为Circle和Square的对象指针,然后通过循环,调用draw()虚函数,多态地绘制了图形。

静态多态

静态多态通过模板实现,在C++中可以使用函数模板和类模板。模板可以提供通用性良好的代码,让代码更加灵活,适应各种情况。下面是一个简单的示例:

template<typename T>
T add(T x, T y) {
    return x + y;
}

int main() {
    int a = 1, b = 2;
    double c = 1.5, d = 2.5;
    std::cout << add(a, b) << std::endl; // 调用 add<int>
    std::cout << add(c, d) << std::endl; // 调用 add<double>
    return 0;
}

以上代码中,我们定义了一个函数模板add(),它可以接受两个任意类型的参数,并将它们相加返回。在主函数中,我们分别传入了两个整数和两个双精度浮点数,然后通过模板实例化,得到了两个不同类型的add()函数,分别对整数和浮点数进行了加法运算。

总结

多态是C++面向对象编程中重要的概念之一,可以通过虚函数和模板实现静态和动态的多态。通过灵活使用多态,可以使代码更加可扩展和复用。

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