多态通过虚函数和基类指针或引用实现，允许统一接口调用不同派生类方法。1. 基类声明virtual函数，派生类重写并建议使用override。2. 调用需通过基类指针或引用触发动态绑定。3. 必须定义虚析构函数防止资源泄漏。4. 示例中Shape基类的draw被Circle和Rectangle重写，render函数通过const Shape&调用对应draw。5. 使用Shape*数组可统一管理不同形状对象。6. 构造和析构期间不启用多态。7. 多态适用于is-a关系场景如图形处理。掌握虚函数与指针/引用机制即可实现灵活接口调用，注意细节如虚析构以确保安全。
在C++中，多态是面向对象编程的核心特性之一，它允许通过统一的接口调用不同派生类的对象方法。这种机制主要依赖于虚函数和基类指针或引用来实现。
使用虚函数实现运行时多态
要实现多态，首先需要定义一个基类，在其中声明虚函数。派生类重写这些虚函数后，通过基类指针或引用调用该函数时，会根据实际对象类型自动选择对应的实现。
关键点：
- 基类中的函数需声明为 virtual，以便支持动态绑定。
- 派生类中重写的函数即使不加 virtual 关键字，也会自动成为虚函数（建议加上以提高可读性）。
- 调用必须通过基类的指针或引用才能触发多态行为。
示例代码：
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#include <iostream> using namespace std; <p>// 基类 class Shape { public: virtual void draw() const { cout << "Drawing a shape." << endl; } virtual ~Shape() = default; // 虚析构函数很重要 };</p><p>// 派生类1 class Circle : public Shape { public: void draw() const override { cout << "Drawing a circle." << endl; } };</p><p>// 派生类2 class Rectangle : public Shape { public: void draw() const override { cout << "Drawing a rectangle." << endl; } };</p>
统一接口调用不同对象
有了多态机制后，可以编写一个通用函数处理所有继承自 Shape 的对象，无需关心具体类型。
void render(const Shape& s) { s.draw(); // 实际调用哪个draw，取决于传入对象的真实类型 } <p>int main() { Circle c; Rectangle r;</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>render(c); // 输出: Drawing a circle. render(r); // 输出: Drawing a rectangle. // 使用指针数组统一管理 Shape* shapes[] = {&c, &r}; for (int i = 0; i < 2; ++i) { shapes[i]->draw(); } return 0;
}
注意事项与最佳实践
为了确保多态正确工作并避免资源泄漏，请注意以下几点：
- 基类应提供虚析构函数，防止 delete 基类指针时派生部分未被正确释放。
- 尽量使用 override 明确标记重写函数，增强代码可维护性。
- 避免在构造函数或析构函数中调用虚函数，因为此时多态不会生效。
- 多态适用于“is-a”关系的设计场景，如图形、事件处理器、插件架构等。
基本上就这些。只要掌握虚函数 + 基类指针/引用这一组合，就能轻松实现对多种对象的统一接口调用。不复杂但容易忽略细节，比如虚析构函数，一定要记得加上。