C++多态详解（1）

在C++编程领域中，多态是一个极为重要的概念。若想深入学习C++多态，首先需明晰“多态”一词在C++中的确切含义。简单来讲，多态旨在运用统一不变的代码或函数，来达成多样不同的算法，其实现形式涵盖了重载、模板以及虚函数等。

多态主要分为静态多态与动态多态这两大类别。静态多态，指的是在编译阶段便已确定的相关内容，典型的如函数的重载。而动态多态，则是在程序运行时才能确定的情况，虚函数便是其主要实现方式。

接下来，将竭尽全力，力求详细阐释C++多态，以期抛砖引玉，助力刚踏入C++大家庭的同学们有所收获。

静态多态

静态多态，即在编译阶段就已然确定下来的内容，像函数的重载就属于此类。相较于动态多态，它相对容易理解。尽管重载这一概念本身并不复杂，但考虑到刚入门的同学可能对此尚未完全掌握，为全面阐述对多态的理解，这里仍对其进行简要介绍。

谈及重载，需满足以下几个关键条件：

1. 首要条件是两个函数的作用域必须一致。这一点尤为关键，因为基类与派生类处于不同作用域，所以基类和派生类的函数无法构成重载关系。
2. 函数名称必须相同。
3. 参数列表，包括参数类型、参数个数以及参数顺序，必须存在差异。
4. 特别要注意的是，函数重载与返回值类型并无关联。只要满足上述前三个条件，即可称之为函数重载。

例如：

// 重载函数示例
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

double add(double a, double b) {
    return a + b;
}

int add(int a, int b, int c) {
    return a + b + c;
}

在上述代码中，三个 add 函数名称相同，但参数列表各不相同，这就是典型的函数重载。在编译阶段，编译器会依据调用时传入的参数类型和个数，精准确定调用的是哪一个 add 函数。

动态多态

动态多态，是指在程序运行时才能确定具体行为的情况，其主要通过虚函数来实现。当存在继承关系时，在基类中使用 virtual 关键字声明的函数，在派生类中重新定义（函数名、参数列表、返回值类型完全相同），便构成了虚函数重写。此时，通过基类指针或引用调用该函数时，会根据指针或引用实际指向的对象类型（是基类对象还是派生类对象），在运行时动态决定调用哪个类中的虚函数版本。

例如：

class Animal {
public:
    virtual void speak() {
        std::cout << "Animal speaks" << std::endl;
    }
};

class Dog : public Animal {
public:
    void speak() override {
        std::cout << "Dog barks" << std::endl;
    }
};

class Cat : public Animal {
public:
    void speak() override {
        std::cout << "Cat meows" << std::endl;
    }
};

在上述代码中，Animal 类中的 speak 函数被声明为虚函数，Dog 类和 Cat 类都重写了 speak 函数。当通过 Animal 类的指针或引用调用 speak 函数时：

int main() {
    Animal* animal1 = new Dog();
    Animal* animal2 = new Cat();

    animal1->speak(); // 运行时调用 Dog::speak()
    animal2->speak(); // 运行时调用 Cat::speak()

    delete animal1;
    delete animal2;
    return 0;
}

在 main 函数中，虽然 animal1 和 animal2 都是 Animal 类型的指针，但它们实际指向的是不同派生类的对象。在运行时，根据对象的实际类型，分别调用了 Dog 类和 Cat 类中的 speak 函数，这便是动态多态的体现。动态多态使得程序在运行时能够根据实际对象的类型，灵活地调用合适的函数，极大地增强了程序的扩展性和灵活性。