题目
理解C++中的多态行为
信息
- 类型：问答
- 难度：⭐
考点
虚函数,继承,多态原理
快速回答
当基类指针指向派生类对象时：
- 若函数声明为虚函数（virtual），调用时执行派生类的实现（动态绑定）
- 若函数未声明为虚函数，调用时执行基类的实现（静态绑定）
代码示例中：
- speak()是虚函数：输出"Meow!"
- eat()非虚函数：输出"Animal eats"
原理说明
C++多态通过虚函数机制实现：
- 虚函数：使用
virtual关键字声明，运行时根据对象类型决定调用哪个函数 - 虚函数表（vtable）：每个含虚函数的类拥有一个vtable，存储函数指针
- 动态绑定：通过基类指针/引用调用虚函数时，在运行时查找vtable确定实际调用的函数
代码示例
#include <iostream>
using namespace std;
class Animal {
public:
virtual void speak() { cout << "Animal sound" << endl; }
void eat() { cout << "Animal eats" << endl; }
};
class Cat : public Animal {
public:
void speak() override { cout << "Meow!" << endl; } // 重写虚函数
void eat() { cout << "Cat eats fish" << endl; } // 隐藏基类函数
};
int main() {
Animal* animal = new Cat();
animal->speak(); // 输出: Meow! (多态)
animal->eat(); // 输出: Animal eats (非多态)
delete animal;
return 0;
}关键行为分析
- speak()调用：虚函数，实际调用Cat::speak()（动态绑定）
- eat()调用：非虚函数，根据指针类型调用Animal::eat()（静态绑定）
常见错误
- 忘记将基类函数声明为
virtual，导致无法实现多态 - 派生类函数签名不一致（如const修饰不同），导致意外创建新函数而非重写
- 未将基类析构函数声明为虚函数，导致派生类资源泄漏
最佳实践
- 对需要多态的函数始终使用
virtual关键字 - C++11+中使用
override关键字明确表示重写（编译器会检查签名） - 基类析构函数必须声明为虚函数（
virtual ~Animal() = default;）
扩展知识
- final关键字：禁止派生类重写虚函数（
virtual void speak() final {...}） - 纯虚函数：
virtual void speak() = 0;使类成为抽象基类 - 动态类型识别：
dynamic_cast<Cat*>(animal)可在运行时检查类型
