c++中的多态，继承，运算符重载

### C++中的多态、继承和运算符重载的概念及用法详解 #### 1. 多态的概念及实现 多态性是指同一个接口，具有多种不同的实现方式[^2]。在C++中，多态可以通过虚函数实现。虚函数允许函数调用与函数体的联系在运行时才进行，称为动态编联[^5]。通过基类指针或引用调用派生类的不同实现版本，可以实现运行时多态。 以下是一个简单的示例： ```cpp #include <iostream> using namespace std; class Animal { public: virtual void sound() { cout << "Animal makes a sound" << endl; } // 虚函数 }; class Dog : public Animal { public: void sound() override { cout << "Dog barks" << endl; } // 派生类重写虚函数 }; class Cat : public Animal { public: void sound() override { cout << "Cat meows" << endl; } // 派生类重写虚函数 }; void makeSound(Animal* animal) { animal->sound(); // 动态绑定 } int main() { Animal* a1 = new Dog(); Animal* a2 = new Cat(); makeSound(a1); // 输出 "Dog barks" makeSound(a2); // 输出 "Cat meows" delete a1; delete a2; return 0; } ``` #### 2. 继承的使用方法 继承是C++面向对象编程的核心概念之一，用于扩展已存在的代码，从而实现代码重用[^2]。C++支持单继承和多继承，但多继承可能导致二义性问题。为了解决二义性问题，可以使用虚继承[^1]。 以下是一个虚继承的示例： ```cpp #include <iostream> using namespace std; class Base { public: int value; }; class DerivedA : virtual public Base {}; // 虚继承 class DerivedB : virtual public Base {}; // 虚继承 class DerivedC : public DerivedA, public DerivedB {}; int main() { DerivedC obj; obj.value = 10; // 共享同一块数据 cout << obj.DerivedA::value << endl; // 输出 10 cout << obj.DerivedB::value << endl; // 输出 10 return 0; } ``` #### 3. 运算符重载的使用方法 运算符重载允许用户自定义运算符的行为，使得操作更加直观和简洁[^3]。运算符重载可以通过成员函数或友元函数实现。对于单目运算符，通常将其重载为成员函数；对于双目运算符，可以重载为成员函数或友元函数。 以下是一个运算符重载的示例： ```cpp #include <iostream> using namespace std; class Vector { public: int x, y; Vector(int x_val = 0, int y_val = 0) : x(x_val), y(y_val) {} // 重载加号运算符 Vector operator+(const Vector& vec) const { return Vector(x + vec.x, y + vec.y); } // 重载输出运算符 friend ostream& operator<<(ostream& os, const Vector& vec) { os << "(" << vec.x << ", " << vec.y << ")"; return os; } }; int main() { Vector v1(1, 2); Vector v2(3, 4); Vector v3 = v1 + v2; // 使用重载的加号运算符 cout << v3 << endl; // 输出 "(4, 6)" return 0; } ``` #### 注意事项 - 静态联编和动态联编分别表示在编译时和运行时确定调用的函数。 - 构造函数不能是虚函数，析构函数可以是虚函数[^5]。 - 纯虚函数需要在派生类中实现，含有纯虚函数的类称为抽象类。