多态通过虚函数和基类指针或引用实现,允许统一接口调用不同派生类方法。1. 基类声明virtual函数,派生类重写并建议使用override。2. 调用需通过基类指针或引用触发动态绑定。3. 必须定义虚析构函数防止资源泄漏。4. 示例中Shape基类的draw被Circle和Rectangle重写,render函数通过const Shape&调用对应draw。5. 使用Shape*数组可统一管理不同形状对象。6. 构造和析构期间不启用多态。7. 多态适用于is-a关系场景如图形处理。掌握虚函数与指针/引用机制即可实现灵活接口调用,注意细节如虚析构以确保安全。

在C++中,多态是面向对象编程的核心特性之一,它允许通过统一的接口调用不同派生类的对象方法。这种机制主要依赖于虚函数和基类指针或引用来实现。
使用虚函数实现运行时多态
要实现多态,首先需要定义一个基类,在其中声明虚函数。派生类重写这些虚函数后,通过基类指针或引用调用该函数时,会根据实际对象类型自动选择对应的实现。
关键点:
基类中的函数需声明为 virtual,以便支持动态绑定。派生类中重写的函数即使不加 virtual 关键字,也会自动成为虚函数(建议加上以提高可读性)。调用必须通过基类的指针或引用才能触发多态行为。
示例代码:
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#include using namespace std;// 基类class Shape {public:virtual void draw() const {cout << "Drawing a shape." << endl;}virtual ~Shape() = default; // 虚析构函数很重要};
// 派生类1class Circle : public Shape {public:void draw() const override {cout << "Drawing a circle." << endl;}};
// 派生类2class Rectangle : public Shape {public:void draw() const override {cout << "Drawing a rectangle." << endl;}};
统一接口调用不同对象
有了多态机制后,可以编写一个通用函数处理所有继承自 Shape 的对象,无需关心具体类型。
void render(const Shape& s) { s.draw(); // 实际调用哪个draw,取决于传入对象的真实类型}int main() {Circle c;Rectangle r;
render(c); // 输出: Drawing a circle.render(r); // 输出: Drawing a rectangle.// 使用指针数组统一管理Shape* shapes[] = {&c, &r};for (int i = 0; i draw();}return 0;
}
注意事项与最佳实践
为了确保多态正确工作并避免资源泄漏,请注意以下几点:
基类应提供虚析构函数,防止 delete 基类指针时派生部分未被正确释放。尽量使用 override 明确标记重写函数,增强代码可维护性。避免在构造函数或析构函数中调用虚函数,因为此时多态不会生效。多态适用于“is-a”关系的设计场景,如图形、事件处理器、插件架构等。
基本上就这些。只要掌握虚函数 + 基类指针/引用这一组合,就能轻松实现对多种对象的统一接口调用。不复杂但容易忽略细节,比如虚析构函数,一定要记得加上。
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