多态性与虚函数习题

### 多态性与虚函数知识点详解 #### 一、多态性概念 **多态性**是面向对象编程中的一个重要特性，它允许子类对象替换父类对象，从而达到程序设计的高度灵活性。C++中多态性的实现主要依赖于虚函数机制。 #### 二、虚函数与多态性 在C++中，通过定义虚函数来实现多态性。虚函数允许在基类中声明，并在派生类中重新定义，这样就可以根据实际的对象类型调用不同的实现。 ##### **1. 运行时多态性** - **定义**: 运行时多态性是指在程序运行期间，根据对象的实际类型来决定调用哪个函数的特性。 - **实现方式**: 使用虚函数。 - **关键**: 通过指向基类的指针或引用调用虚函数，编译器会根据对象的动态类型来决定调用哪个版本的函数。 ##### **2. 纯虚函数与抽象类** - **纯虚函数**: 没有具体实现的虚函数，通常用于强制派生类提供自己的实现。 - **抽象类**: 包含至少一个纯虚函数的类被称为抽象类。 - **用途**: 抽象类主要用于作为其他类的基类，不能直接创建抽象类的对象。 - **示例代码**: 如习题中的第2题提到的抽象类定义。 #### 三、选择题解析 1. **答案**: D - **解释**: 运行时多态性主要是通过虚函数实现的，内联函数、重载函数和模板函数都不能实现这一特性。 2. **答案**: (a)抽象类 - **解释**: 如果一个类至少包含一个纯虚函数，则该类被视为抽象类。 3. **答案**: (c) int - **解释**: 在重载后缀运算符时，通常会添加一个`int`类型的参数来区分一元运算符的前后缀形式。 4. **答案**: (c)抽象类的派生类可以实例化 - **解释**: 抽象类确实不能实例化，但是它的派生类如果提供了所有纯虚函数的具体实现，则是可以实例化的。 5. **答案**: Basederivedbasederived - **解释**: 这个例子展示了如何通过指向派生类对象的基类引用调用虚函数。`f(obj)`中的`obj`是`derived`类型，但由于`fun1`不是虚函数，所以输出`base`；`fun2`是虚函数，所以输出`derived`。 6. **答案**: A．virtual可以用来声明虚函数 - **解释**: `virtual`关键字用于声明虚函数，其他选项描述不准确或错误。 7. **答案**: D．派生类的虚函数与基类中对应的虚函数具有相同的参数个数和类型 - **解释**: 虚函数的重新定义需要保持与基类中虚函数相同的参数个数和类型。 8. **答案**: A．对象指针 - **解释**: 动态联编通常是通过对象指针或引用实现的，这里指针是最常见的用法。 9. **答案**: C．virtualvoidvf()=0; - **解释**: 纯虚函数的定义中包含`= 0`，并且需要使用`virtual`关键字。 10. **答案**: D．动态联编是在编译时确定操作函数的 - **解释**: 动态联编是在运行时确定调用哪个函数的版本，而不是在编译时。 #### 四、填空题解析 1. **答案**: 编译时多态性和运行时多态性。 - **解释**: C++中的多态性包括编译时多态性和运行时多态性两种形式。 2. **答案**: 静态绑定，通过重载函数和默认参数实现。 - **解释**: 编译时确定的函数调用通过重载函数和默认参数实现静态绑定。 3. **答案**: 动态绑定，通过虚函数机制实现。 - **解释**: 运行时确定的函数调用通过虚函数机制实现动态绑定。 4. **答案**: virtual; 名称相同; 参数列表相同; 返回类型相同(如果有的话); 虚函数; 继承 - **解释**: 虚函数的声明与继承规则，以及派生类如何继承基类中的虚函数。 5. **答案**: 对象指针; 引用; 运行; 基类指针; 运行时 - **解释**: 通过对象指针或引用调用虚函数实现运行时多态性，而通过基类指针则无法实现这种多态性。 6. **答案**: 函数体; 派生类; 构造函数; 抽象; 创建对象; 抽象 - **解释**: 纯虚函数的相关概念及其在抽象类中的作用。 7. **答案**: 不可以; 可以; 析构; 虚 - **解释**: 析构函数可以是虚函数，而构造函数不能是虚函数。析构函数通常用于释放动态分配的资源。 8. **答案**: virtual - **解释**: 为了使`Base`类中的`fun`成为虚函数，需要在声明前加上`virtual`关键字。 #### 总结 多态性是C++中一项非常强大的特性，它使得代码更加灵活和可扩展。通过虚函数机制，程序员可以在运行时基于对象的实际类型来调用相应的函数实现，这极大地提高了程序的设计灵活性和可维护性。理解并熟练掌握虚函数和多态性的使用对于编写高质量的C++程序至关重要。