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继承、多态与虚函数

代码复用与运行时绑定

继承让派生类获得基类的成员；多态让同一接口在不同对象上表现出不同行为。C++ 通过virtual虚函数实现运行时多态。

一、继承基础

1.1 语法

#include<iostream>#include<string>classPerson{protected:std::string name;intage;public:Person(conststd::string&n,inta):name(n),age(a){}voidshowInfo()const{std::cout<<name<<", "<<age<<" 岁"<<std::endl;}};classStudent:publicPerson{private:std::string studentId;public:Student(conststd::string&n,inta,conststd::string&id):Person(n,a),studentId(id){}voidshowInfo()const{Person::showInfo();std::cout<<"学号："<<studentId<<std::endl;}};intmain(){Students("李四",20,"2024001");s.showInfo();return0;}

1.2 继承方式

二、访问控制与继承

派生类可访问基类的public和protected成员。

三、虚函数与多态

3.1 问题：非虚函数

classAnimal{public:voidspeak(){std::cout<<"..."<<std::endl;}};classDog:publicAnimal{public:voidspeak(){std::cout<<"汪汪！"<<std::endl;}};Animal*p=newDog();p->speak();// 输出 "..." — 非多态！deletep;

3.2 虚函数解决

classAnimal{public:virtualvoidspeak(){std::cout<<"..."<<std::endl;}virtual~Animal(){}// 虚析构，多态删除时必须};classDog:publicAnimal{public:voidspeak()override{std::cout<<"汪汪！"<<std::endl;}};Animal*p=newDog();p->speak();// 输出 "汪汪！" — 多态！deletep;

virtual：通过基类指针/引用调用时，根据实际对象类型决定调用哪个版本。

3.3 override 与 final（C++11）

voidspeak()override;// 显式标记重写voidspeak()final;// 禁止进一步重写

四、纯虚函数与抽象类

含纯虚函数的类为抽象类，不能实例化：

classShape{public:virtualdoublearea()const=0;// 纯虚函数virtual~Shape()=default;};classCircle:publicShape{doubleradius;public:Circle(doubler):radius(r){}doublearea()constoverride{return3.14159*radius*radius;}};

五、多态的应用

voidprintArea(constShape&s){std::cout<<"面积："<<s.area()<<std::endl;}Circlec(5);Rectangler(3,4);printArea(c);// 圆面积printArea(r);// 矩形面积

同一函数printArea处理不同形状，体现多态。

六、实战练习

练习1：继承层次

定义Vehicle基类，Car和Bicycle派生类，各自实现move()。

练习2：虚函数多态

定义Employee基类（虚函数salary()），Manager和Developer派生类重写。

练习3：抽象类

定义抽象类Animal，派生Cat、Dog，用基类指针数组调用speak()。

七、总结与延伸

本节重点回顾

1. 继承：class Derived : public Base
2. virtual实现运行时多态；基类指针调用派生类方法
3. override标记重写；纯虚函数= 0定义抽象类
4. 多态基类需虚析构函数

下节预告

下一篇：《模板与 STL 基础》。

延伸阅读

• C++ 速查 §9 继承与多态

📌知识点卡片

• 继承：class D : public B;
• virtual void f(); override;
• 纯虚：virtual void f() = 0;
• 多态基类：virtual ~Base() {}

下一篇见！