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C++ 虚拟函数与继承：理解多态继承中的奥秘

多态 c++
201 2024-05-02

虚拟函数和继承在面向对象编程中实现多态性：声明虚拟函数允许派生类重写基类方法，并根据对象的运行时类型调用。继承建立类层次，派生类可访问和扩展基类数据和方法。多态继承允许派生类从多个基类继承，最派生的对象可用所有基类的虚拟函数。虚拟函数的调用顺序取决于类的声明顺序。

概述

在面向对象编程中，虚拟函数和继承是多态性的关键要素。虚拟函数允许派生类重写基类的方法，并在运行时调用正确的实现。继承建立了类之间的层次关系，使派生类可以访问和扩展基类中的数据和方法。本文将深入探讨 C++ 中虚拟函数和继承的机制，并通过实战案例进行说明。

虚拟函数

虚拟函数是一种成员函数，它被声明为 virtual。当从派生类调用虚拟函数时，将根据对象的实际运行时类型调用该函数的正确实现。

声明虚拟函数：

class Base {
public:
    virtual void display() {
        cout << "Base class display" << endl;
    }
};

重写派生类中的虚拟函数：

class Derived : public Base {
public:
    virtual void display() { // 重写 display 方法
        cout << "Derived class display" << endl;
    }
};

继承

继承允许派生类从基类继承数据和方法。

继承语法：

class Derived : public Base {
    // 派生类声明
};

派生类可以访问和使用基类中的所有非私有成员，包括虚拟函数。它也可以在派生类中重写基类的虚拟函数。

多态继承

多态继承：当一个派生类从多个基类继承时。

在多态继承中，最派生类的对象可以访问和使用所有基类的虚拟函数。跨多个继承层次调用的顺序取决于类的声明顺序。

实战案例：

考虑以下代码，展示了多态继承的使用：

#include <iostream>

using namespace std;

class Shape {
public:
    virtual void draw() {
        cout << "Drawing shape" << endl;
    }
};

class Circle : public Shape {
public:
    virtual void draw() {
        cout << "Drawing circle" << endl;
    }
};

class Square : public Shape {
public:
    virtual void draw() {
        cout << "Drawing square" << endl;
    }
};

int main() {
    Shape* shapes[] = { new Circle(), new Square() };

    for (Shape* shape : shapes) {
        shape->draw();
    }

    return 0;
}

输出：