千面多态：C++中的扮演大师-CSDN博客

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在C++的世界中，多态如同一位“千面角色大师”，能够让同一段代码在不同场景中展现出截然不同的面貌。这种特性让程序更具灵活性与扩展性，使对象可以根据需求“变身”为合适的模样，完美适应复杂的编程需求。从基类到派生类，再到虚函数与动态绑定，C++的多态机制带来了代码复用和模块化的巨大优势。本文将带你深入探索这位“千面角色大师”的奥秘，揭开C++多态的神奇面纱。

1. 多态的概念及定义

多态（Polymorphism）是一种面向对象的特性，核心在于同一接口在不同对象上具有不同的实现。简单来说，多态使得一个函数或方法可以表现出多种形态，这种机制让程序在运行时可以根据对象的类型来执行不同的操作。

1.1 多态的概念

多态来源于希腊语“poly-”（多）和“-morph”（形状），字面意思就是“ 多种形态”。。多态分为编译时多态(静态多态)和运行时多态(动态多态)，这里我们重点讲运行时多态。

编译时多态(静态多态)主要就是我们前面讲的函数重载和函数模板，他们传不同类型的参数就可以调用不同的函数，通过参数不同达到多种形态，之所以叫编译时多态，是因为他们实参传给形参的参数匹配是在编译时完成的，我们把编译时一般归为静态，运行时归为动态。

运行时多态，具体点就是去完成某个行为(函数)，可以传不同的对象就会完成不同的行为，就达到多种形态。比如买票这个行为，当普通人买票时，是全价买票；学生买票时，是优惠买票(5折或75折)；军人买票时是优先买票。再比如，同样是动物叫的⼀个行为(函数)，传猫对象过去，就是”(>^ω^<) 喵“，传狗对象过去，就是"汪汪"。

1.2 多态的定义

多态是⼀个继承关系的下的类对象，去调用同⼀函数，产生了不同的行为。比如Student继承了

Person。Person对象买票全价，Student对象优惠买票。

多态的实现关键在于：

（1）必须指针或者引用调用虚函数，并且 必须是基类的指针或引用， 因为只有基类的指针或引用才能既指向派生类对象又指向基类对象。

（2）被调用的函数必须是虚函数。派生类必须对基类的虚函数重写/覆盖，重写或者覆盖了，派生类才能有不同的函数，多态的不同形态效果才能达到

通过基类指针指向派生类对象，调用虚函数时会根据指向的对象类型执行相应的派生类方法，而不是基类中的方法。这一特性使得代码更加灵活和可扩展，便于后期维护和功能扩展。

2. 虚函数

2.1 虚函数简介

虚函数（Virtual Function）是一种通过动态绑定（运行时绑定）来实现多态的机制，使得基类的指针或引用可以调用派生类的重写函数。虚函数通常在具有继承关系的类之间使用，为实现运行时多态提供了基础。

类成员函数前面加virtual修饰，那么这个成员函数被称为虚函数。注意非成员函数不能加virtual修饰。

class Person
{
public:
    virtual void BuyTicket() { cout << "买票-全价" << endl;}
};

在以上代码中，`func()`是一个虚函数，允许派生类重写这个函数的实现。在运行时，如果基类指针或引用指向派生类对象，调用该函数时会执行派生类的重写版本，而不是基类的版本。

虚函数的优点

- 实现运行时多态：虚函数允许不同派生类通过重写基类函数实现不同的行为。
- 提高代码的扩展性：可以定义一个通用接口，通过基类指针或引用操作不同的派生类。
- 保证正确的析构顺序：虚析构函数能够确保对象在被删除时