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C++ 中继承和多态性的实现机制是什么？

王林

王林

发布时间：2024-05-24 13:33:01

|

1053人浏览过

|

来源于php中文网

原创

c++ 中继承和多态性的实现机制：继承：通过继承说明符实现，派生类继承并扩展基类行为。多态性：通过虚函数表实现，基类指针动态调用派生类方法。实现案例：通过继承和多态性，可以创建形状类层次结构并编写函数计算任何形状的总面积。

C++ 中继承和多态性的实现机制是什么？

C++ 中继承和多态性的实现机制

继承和多态性是 C++ 中实现代码重用和动态绑定至关重要的特性。然而，理解其底层的实现机制对于写出高效且健壮的代码非常重要。

实现机制

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1. 继承

继承是一种创建一个新类（派生类）的方式，该类继承并扩展了现有类（基类）的行为。在 C++ 中，继承通过 public、protected 或 private 继承说明符实现。

例如：

class Animal {
public:
    virtual void speak() { cout << "Animal sound" << endl; }
};

class Dog : public Animal {
public:
    void speak() override { cout << "Woof!" << endl; }
};

在这个示例中，Dog 类继承了 Animal 基类的 speak() 方法，并覆盖了该方法以提供特定的行为。

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2. 多态性

多态性是指在运行时根据对象的实际类型动态调用方法的能力。它使基类指针能够访问派生类对象中的方法。

C++ 中的多态性是通过虚函数表实现的。在编译期间，为每个虚函数生成一个虚函数表条目。当基类指针调用虚函数时，它将查找对象的虚函数表，然后调用相应的方法。

例如：

Animal* animal = new Dog();
animal->speak(); // 输出: "Woof!"

尽管 animal 指向的是 Animal 基类，但由于多态性，它将调用 Dog 对象中的 speak() 方法。

实战案例

考虑一个形状类层次结构，包括 Shape 基类和 Circle、Square 和 Triangle 派生类。

class Shape {
public:
    virtual double area() = 0;
};

class Circle : public Shape {
public:
    double area() override { return 3.14 * radius * radius; }
};

class Square : public Shape {
public:
    double area() override { return side * side; }
};

class Triangle: public Shape {
public:
    double area() override { return 0.5 * base * height; }
};

通过使用继承和多态性，我们可以编写一个 calculateTotalArea() 函数，该函数可以计算任何形状的总面积：

double calculateTotalArea(vector& shapes) {
    double totalArea = 0;
    for (Shape* shape : shapes) {
        totalArea += shape->area();
    }
    return totalArea;
}

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c++ 多态 指针 继承 虚函数 public private protected 对象

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