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C++：虚函数与多态性习题

article 2025/2/2 19:03:46

题目内容：

构建一个车（vehicle）基类，包含Run、Stop两个纯虚函数。由此基类，派生出（Car）轿车类，（truck）卡车类，在这两个类中别分定义Run和Stop两个函数，每个函数中输出 car 或者 truck is running 或 stopping。主函数中，分别实例化轿车类与卡车类，并构建基类指针，分别调用两个派生类对象的Run和Stop函数。

输出样例如下：

代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;

class Vehicle
{
public:
    virtual void Run() = 0;
    virtual void Stop() = 0;
    virtual ~Vehicle() {}
};

class Car : public Vehicle
{
public:
    void Run()
    {
        std::cout << "Car is running." << std::endl;
    }

    void Stop()
    {
        std::cout << "Car is stopping." << std::endl;
    }
};

class Truck : public Vehicle
{
public:
    void Run()
    {
        std::cout << "Truck is running." << std::endl;
    }

    void Stop()
    {
        std::cout << "Truck is stopping." << std::endl;
    }
};

int main()
{
    Vehicle* vehicle1 = new Car();
    Vehicle* vehicle2 = new Truck();
    vehicle1->Run();
    vehicle1->Stop();
    vehicle2->Run();
    vehicle2->Stop();
    return 0;
}

这段 C++ 代码实现了一个简单的面向对象编程示例，通过抽象基类和派生类展示了多态性的概念。下面是这段代码的逐步解释：

1. 抽象基类Vehicle的定义

virtual void Run() = 0; 和 virtual void Stop() = 0;：这两个函数是纯虚函数，纯虚函数在基类中声明但没有实现，包含纯虚函数的类被称为抽象基类。抽象基类不能被实例化，其主要作用是为派生类提供统一的接口。
virtual ~Vehicle() {}：虚析构函数，确保在通过基类指针删除派生类对象时，能够正确调用派生类的析构函数，避免内存泄漏。

2. 派生类Car的定义

class Car : public Vehicle：Car 类继承自 Vehicle 类，使用 public 继承方式，意味着基类的 public 和 protected 成员在派生类中保持相同的访问权限。
void Run() 和 void Stop()：实现了基类中定义的纯虚函数，提供了 Car 类的具体行为。

3. 派生类Truck的定义

与 Car 类类似，Truck 类也继承自 Vehicle 类，并实现了基类的纯虚函数，提供了 Truck 类的具体行为。

4. 主函数

Vehicle* vehicle1 = new Car(); 和 Vehicle* vehicle2 = new Truck();：创建了两个基类指针 vehicle1 和 vehicle2，分别指向 Car 和 Truck 类的对象。这里体现了多态性，即基类指针可以指向派生类对象。
vehicle1->Run(); 和 vehicle1->Stop();：通过基类指针调用 Run() 和 Stop() 函数，由于这两个函数在基类中被声明为虚函数，实际调用的是派生类中实现的函数，输出相应的信息。
vehicle2->Run(); 和 vehicle2->Stop();：同理，通过基类指针调用 Truck 类的 Run() 和 Stop() 函数。

这段代码通过抽象基类和派生类展示了多态性的概念，使得程序可以通过基类指针调用派生类的具体实现。