C++如何实现类的继承与多态？（代码示例）

C++ 中继承用： 语法实现，多态依赖 virtual 函数和基类指针 / 引用调用；公有继承保持访问级别，派生类不继承构造函数、析构函数、赋值运算符和友元函数。

在 C ++ 中，继承通过 : 语法实现，多态依赖虚函数（virtual）和基类指针 / 引用调用。核心是“用基类接口操作派生类对象”，运行时决定调用哪个版本的函数。

1. 基础继承：公有继承与成员访问

派生类默认不继承构造函数、析构函数、赋值运算符和友元函数。常用的是公有继承（public），保持基类成员的访问级别不变：

class Animal {protected:     std::string name; public:     Animal(const std::string& n) : name(n) {}     void introduce() {std::cout << "I'm "<< name << std::endl;} }; 
class Dog : public Animal {// 公有继承 public: Dog(const std::string& n) : Animal(n) {} void bark() {std::cout << name <<" says: Woof!"<< std::endl;} };
// 使用 Dog d("Buddy"); d.introduce(); // OK：继承自 Animal 的 public 成员 d.bark();      // OK：Dog 自己的成员 

2. 实现运行时多态：虚函数与覆写

多态生效的关键是：基类中声明 virtual 函数，派生类中用 override 显式覆写，再通过基类指针或引用调用：

class Animal {protected:     std::string name; public:     Animal(const std::string& n) : name(n) {} 
virtual void speak() const {  // 声明为虚函数     std::cout << name << "makes a sound." << std::endl;}  virtual ~Animal() = default; // 建议虚析构函数 
};
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class Dog : public Animal {public: Dog(const std::string& n) : Animal(n) {}
void speak() const override {  // 覆写基类虚函数     std::cout << name << "says: Woof!" << std::endl;}
};
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class Cat : public Animal {public: Cat(const std::string& n) : Animal(n) {}
void speak() const override {     std::cout << name << "says: Meow!" << std::endl;}
}; 
3. 多态调用：指针与引用是关键 
 只有通过基类指针或引用调用虚函数，才能触发动态绑定。直接用对象调用仍是静态绑定：

  多态生效（推荐）： Animal* p = new Dog("Max"); p->speak(); → 输出 Max says: Woof! 
  多态生效（同样有效）： Animal& r = dog_obj; r.speak(); 
  不触发多态（静态绑定）： Dog d("Max"); d.speak(); → 编译期就确定调用 Dog::speak，和多态无关 

4. 纯虚函数与抽象类 
 用 = 0 声明纯虚函数，含纯虚函数的类是抽象类，不能实例化，强制派生类实现该接口：
class Shape {public:     virtual double area() const = 0; // 纯虚函数     virtual ~Shape() = default;}; 

class Rectangle : public Shape {double w, h; public: Rectangle(double width, double height) : w(width), h(height) {} double area() const override {return w * h;} };
class Circle : public Shape {double r; public: Circle(double radius) : r(radius) {} double area() const override {return 3.1416  r  r; } };
// 使用示例 std::vector> shapes; shapes.push_back(std::make_unique(5.0, 3.0)); shapes.push_back(std::make_unique(2.0));
for (const auto& s : shapes) {std::cout << "Area:" << s->area() << std::endl; // 多态调用}