多态练习题

### 关于面向对象编程中多态的概念及其练习 #### Java中的多态应用实例 在Java环境中，为了展示如何利用多态特性处理不同类型的对象，在测试类中定义了一个接受`Animal`类型作为参数的方法。此方法能够接收任何继承自`Animal`的具体子类的对象，比如猫(`Cat`)或者狗(`Dog`)，并调用它们各自重写的发声行为[^1]。 ```java class Animal { public void makeSound() { System.out.println("Some generic animal sound"); } } class Cat extends Animal { @Override public void makeSound() { System.out.println("Meow!"); } } class Dog extends Animal { @Override public void makeSound() { System.out.println("Woof!"); } } ``` 通过上述代码片段可以看出，当创建了具体的`Cat`或`Dog`对象，并将其传递给期望得到`Animal`类型的地方时，实际执行的是对应子类版本的方法，这正是多态特性的体现。 #### C++里的虚函数机制支持多态性 对于C++而言，要实现类似的动态绑定效果，则需借助关键字`virtual`来声明基类中的成员函数为虚拟函数。这样做的目的是允许派生类覆盖这些函数，并且即使是指针指向的是基类类型也能正确调用到最合适的派生类版本的函数[^2]。 ```cpp #include <iostream> using namespace std; class Base { public: virtual void show() const { cout << "Base class\n"; } }; class Derived : public Base { public: void show() const override { cout << "Derived class\n"; } }; ``` 这里的关键在于`show()`被标记成`virtual`之后，即便是在父类指针的情况下也能够触发正确的运行期分发逻辑。 #### 抽象类与接口的应用场景 除了基本的继承关系外，还可以考虑引入抽象类或是接口的形式进一步增强系统的灵活性和扩展能力。例如，在描述几何形状的时候就可以采用这种方式——先定义一个包含通用属性以及未具体化的操作（即纯虚函数）的基础类；再由各个特定形状去完成各自的细节部分[^3]。 ```java abstract class Shape { abstract double area(); // Other common methods... } class Circle extends Shape { private final double radius; public Circle(double r) { this.radius = r; } @Override double area() { return Math.PI * radius * radius; } } ``` 这种模式不仅有助于构建更加清晰的设计结构，同时也促进了组件间的解耦合程度。 #### 计算图形面积的例子 最后给出的一个案例展示了怎样基于多态原则编写用于计算不同类型平面图形面积的功能模块。在这个例子里面，首先建立起了一个名为`Shape`的抽象类，它规定了所有衍生出来的具体形状都必须提供自己的`area()`实现方式。接着分别实现了圆形(Circle)和矩形(Rectangle)，每种都有其独特的尺寸度量标准[^4]。 ```csharp // 假设这是C#环境下的代码样例 public abstract class Shape { public abstract double Area { get; } public abstract double Circumference { get; } } public class Circle : Shape { private readonly double _radius; public Circle(double radius) => _radius = radius; public override double Area => Math.PI * (_radius * _radius); public override double Circumference => 2 * Math.PI * _radius; } public static class Program { public static void Main(string[] args) { var shapes = new List<Shape> {new Circle(5)}; foreach (var shape in shapes) { Console.WriteLine($"Area: {shape.Area}, Perimeter: {shape.Circumference}"); } } } ``` 以上四个方面的讨论涵盖了多种主流编程语言下运用多态这一重要OOP特征的方式和技术要点。