继承和多态通过派生类复用基类成员并利用虚函数实现动态绑定,使同一接口调用不同实现,提升代码扩展性与维护性。

在C++中,继承和多态是面向对象编程的两个核心特性。它们让代码更易于复用、扩展和维护。下面详细介绍如何使用C++实现继承和多态,并提供实用的操作方法。
1. 继承的基本实现
继承允许一个类(派生类)获取另一个类(基类)的成员变量和成员函数。通过继承,可以实现代码重用和层次化设计。
语法格式:
class 基类 {
// 成员声明
};
class 派生类 : 访问控制 基类 {
// 新增成员
};
访问控制可以是 public、protected 或 private,通常使用 public 继承。
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示例:
class Animal {
public:
void eat() { cout };
class Dog : public Animal {
public:
void bark() { cout };
这样,Dog 类就拥有了 Animal 的 eat() 方法,还能调用自己的 bark() 方法。
2. 多态的实现方式
多态是指同一个接口可以有不同的实现方式。C++ 中通过虚函数实现运行时多态。
关键点:
在基类中将函数声明为 virtual派生类重写(override)该函数使用基类指针或引用调用函数,实际执行的是对象所属类型的函数
示例:
class Animal {
public:
virtual void makeSound() {
cout }
};
class Dog : public Animal {
public:
void makeSound() override {
cout }
};
class Cat : public Animal {
public:
void makeSound() override {
cout }
};
调用示例:
Animal* a1 = new Dog();
Animal* a2 = new Cat();
a1->makeSound(); // 输出: Woof!
a2->makeSound(); // 输出: Meow!
虽然指针类型是 Animal*,但调用的是实际对象的函数,这就是多态。
3. 纯虚函数与抽象类
如果希望基类中的某个函数必须被派生类实现,可以将其定义为纯虚函数。
语法:virtual 返回类型 函数名() = 0;
包含纯虚函数的类称为抽象类,不能实例化。
示例:
class Shape {
public:
virtual void draw() = 0; // 纯虚函数
};
class Circle : public Shape {
public:
void draw() override {
cout wing a circlen”;
}
};
这样可以强制所有图形都实现自己的 draw 方法,便于统一管理。
4. 析构函数与虚析构
当通过基类指针删除派生类对象时,若基类析构函数不是虚函数,可能导致资源泄漏。
解决方法:将基类的析构函数声明为 virtual。
class Animal {
public:
virtual void makeSound() = 0;
virtual ~Animal() { cout };
这样能确保派生类的析构函数也被正确调用。
基本上就这些。掌握继承和多态的关键在于理解虚函数机制和指针/引用的动态绑定行为。合理使用这些特性可以让程序结构更清晰,扩展性更强。
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