多态
多态的字面意思是“多种形态”。在 C++ 中，多态指的是同一个接口（函数名），可以有不同的实现，具体调用哪一个实现，要看对象的实际类型。
举个例子：“动物”都会“叫”，但不同的动物叫声不同。我们可以用同一个 speak() 方法，让狗“汪汪叫”，猫“喵喵叫”。
多态让我们可以面向基类编程，写出更通用、更灵活的代码。例如：
- 定义一个“动物”数组，里面可以存放各种动物（狗、猫、鸟等），统一调用
speak()，每个动物表现出自己的行为。 - 扩展新动物时，无需修改原有代码，只需新增一个类即可。
多态分为两类：
- 编译时多态（静态多态）：如函数重载、运算符重载（后续章节会讲）。
- 运行时多态（动态多态）：通过虚函数和基类指针/引用实现，是本节重点。
虚函数
在 C++ 中，要实现运行时多态，需要用到虚函数（virtual function）。
在基类的方法前加上 virtual 关键字，表示这个方法可以被子类重写，并且支持多态。
class Test {
public:
virtual void a() {
/* */
}
};我们拿上面的“动物叫声”例子来演示多态：
#include <iostream>
using namespace std;
class Animal {
public:
virtual void speak() {
cout << "动物在叫" << endl;
}
};
class Dog : public Animal {
public:
void speak() override { // override 可选，表示重写
cout << "狗在汪汪叫" << endl;
}
};
class Cat : public Animal {
public:
void speak() override {
cout << "猫在喵喵叫" << endl;
}
};
void makeSound(Animal* a) {
a->speak(); // 调用的是实际对象的 speak()
}
int main() {
Dog d;
Cat c;
makeSound(&d); // 输出：狗在汪汪叫
makeSound(&c); // 输出：猫在喵喵叫
return 0;
}在上面的例子中，我们定义了一个基类 Animal，它有一个虚函数 speak()。然后，我们定义了两个派生类 Dog 和 Cat，它们都重写了 speak() 方法。此时，我们可以通过基类指针 Animal* 来调用 speak()，实际调用的是对象的类型对应的方法，实现了多态。
Tips
-
override关键字是 C++11 新增的，用于标记重写父类虚函数，建议加上，可以防止写错函数签名。 -
虚函数必须通过指针或引用调用，才能实现多态。如果用对象直接调用，还是静态绑定：
Dog d; Animal a = d; // 切片，a 是 Animal 类型 d.speak(); // 调用 Dog::speak() a.speak(); // 调用 Animal::speak()
如果基类有虚函数，析构函数也应该声明为虚函数，否则通过基类指针删除子类对象时，可能不会调用子类的析构函数，导致资源泄漏。
class Animal {
public:
virtual ~Animal() {
cout << "Animal 析构" << endl;
}
};纯虚函数与抽象类
有时候，基类的方法没有具体实现，只是规定子类必须实现，这时可以在类中定义纯虚函数。这种类可以称为抽象类。
class Animal {
public:
virtual void speak() = 0; // 纯虚函数
};抽象类不能实例化对象，只能被继承。
class Dog : public Animal {
public:
void speak() override {
cout << "狗在汪汪叫" << endl;
}
};
int main() {
// Animal a; // ❌ 错误，抽象类不能实例化
Dog d; // ✅ 正确
d.speak();
return 0;
}在实际工程开发中，合理利用多态，可以大幅提高代码的复用性和可维护性。