C++多态性详解：基类指针与子类对象

"C++中的多态性是面向对象编程的一个关键特性，它允许基类指针引用子类对象，从而实现更灵活的设计和代码重用。本文将深入探讨多态性，包括新（new）和删除（delete）操作、虚函数、纯虚函数、抽象类以及动态绑定和虚析构函数等概念。" 在C++中，多态性（Polymorphism）是指一个接口可以有多种不同的行为，这通常通过基类指针或引用来引用子类对象实现。多态性允许我们设计通用的代码，这些代码能够处理不同类型的对象，只要它们共享相同的基类。 1. **new操作符**：`new` 是用来动态分配内存的，它可以为类的对象创建内存空间。一旦分配成功，它会返回一个指向分配内存的指针。例如，`int *p = new int;` 分配了一个整型对象，并让指针`p`指向它。`new` 创建的对象的内存地址需要存储在一个同类型的指针变量中，以便后续通过指针访问对象及其成员。使用`->` 运算符代替`.`来访问指针指向的对象的成员，如 `p->checkin();`。 2. **delete操作符**：与`new`相对，`delete`用于显式销毁由`new`创建的对象，释放相应的内存。例如，`delete ptr;` 将释放`ptr`指向的内存。当使用`new[]`分配数组时，应使用`delete[]`进行释放，如 `delete[] ptr;`。未正确使用`delete`会导致内存泄漏，即内存不再被程序使用但也没有被释放，可能会导致性能问题甚至程序崩溃。 3. **虚函数（Virtual Function）**：虚函数是实现多态的关键，它允许基类指针调用子类覆盖的函数。通过在基类函数声明前加上`virtual`关键字，我们可以定义虚函数。这样做使得即使通过基类指针也能调用子类重写后的版本。 4. **纯虚函数（Pure Virtual Function）**：纯虚函数在基类中声明，但不提供实现。它使得基类成为抽象类，不能实例化。抽象类通常用于定义接口，供子类继承并实现具体功能。 5. **抽象类（Abstract Class）**：包含至少一个纯虚函数的类被称为抽象类，它不能被实例化，只能作为其他类的基类使用。 6. **动态绑定（Dynamic Binding/晚期绑定）**：与静态绑定（早期绑定）不同，动态绑定是在运行时决定调用哪个函数的实现，主要用于虚函数的调用，使得多态性成为可能。 7. **虚析构函数（Virtual Destructor）**：当基类指针指向子类对象并调用析构函数时，为了确保子类的析构函数也被正确调用，基类应声明虚析构函数。否则，仅基类的析构函数会被调用，可能导致资源清理不完全。 了解并掌握这些知识点，开发者可以在C++中有效地利用多态性来构建高效、可扩展的软件系统。通过合理使用继承、多态和动态内存管理，可以实现更加灵活和模块化的代码结构。