C++编程：探索虚函数与多态性

"C++程序设计与实践：10-虚函数和多态性.ppt" 在C++编程中，多态性（Polymorphism）是一个关键特性，它允许使用一个接口来表示不同的数据类型，从而提高了代码的灵活性和可扩展性。多态性分为静态多态性和动态多态性。 静态多态性主要通过函数重载（Function Overloading）实现，即在同一个作用域内，使用相同的函数名称但参数列表不同，编译器可以根据传入的参数类型和数量自动选择合适的函数调用。例如，我们可以有多个同名但参数不同的函数，编译器会在编译时解析出正确的调用。 动态多态性则涉及到虚函数（Virtual Functions）。虚函数是C++中实现运行时多态性的一种方式，它使得基类指针或引用能够调用派生类中重写过的函数。在基类中声明一个虚函数，意味着任何继承自这个基类的派生类都可以覆盖这个虚函数，提供自己的实现。当通过基类指针或引用调用虚函数时，实际执行的是指向对象实际类型所对应的函数，这是在运行时决定的。 在上述代码示例中，`List`类有一个`traverse`成员函数，它接受一个`ACCESSFUN`类型的参数，这通常是一个函数指针或者是一个函数对象。`traverse`函数遍历列表中的每个节点，并调用传入的`ACCESSFUN`函数处理其中的四边形对象（如`Parallelogram`, `Rectangle`, `Diamond`, `Square`）。由于这些四边形对象都是从同一个基类继承下来的，如果基类中定义了虚函数`area()`，那么`traverse`函数可以通过基类指针调用各个派生类的`area()`函数，实现多态性。 纯虚函数（Pure Virtual Function）和抽象类（Abstract Class）是C++中另一种重要的多态性机制。纯虚函数是在基类中声明但未定义的虚函数，它要求任何派生类都必须提供自己的实现。如果一个类包含至少一个纯虚函数，那么这个类被称为抽象类，不能被实例化，只能作为其他类的基类。抽象类主要用于定义接口，强制派生类实现特定的功能。 在上述例子中，如果四边形类（如`Quadrilateral`）定义了一个纯虚函数`area()`，那么`Parallelogram`, `Rectangle`, `Diamond`, `Square`这些派生类都必须重写`area()`，以提供它们各自计算面积的实现。这样，无论列表中包含何种类型的四边形对象，`traverse`函数都能够正确地计算并输出它们的面积。 总结来说，C++中的虚函数和多态性是面向对象编程的重要特性，它们使得代码更加灵活，可以应对不断变化的需求。通过虚函数，我们可以在运行时决定调用哪个类的函数，而抽象类和纯虚函数则提供了定义接口和强制派生类实现特定行为的能力。这些概念在设计可扩展的软件系统中起着核心作用。