C++ 多型

多型意指多種形態。當類別存在繼承階層時，呼叫成員函式會根據物件實際類型執行不同函式。

靜態多型（早期繫結）問題

未加 virtual 時，編譯器依指標宣告類型決定呼叫基類版本：

class Shape { public: int area() { cout << "Parent class area"; return 0; } };
Shape* shape = &rect; shape->area();  // 輸出 "Parent class area" (錯誤)

此為靜態多型/靜態連結/早期繫結——編譯期決定呼叫目標。

動態多型（晚期繫結）解決

基類函式加 virtual，編譯器依指標實際指向物件決定呼叫：

class Shape { public: virtual int area() { ... } };
// 輸出 "Rectangle class area" → "Triangle class area" (正確)

此為動態連結/晚期繫結——執行期根據物件類型決定。

虛擬函式與純虛擬函式

• 虛擬函式：基類提供預設實作，衍生類別可選擇性覆寫（virtual int area() { ... }）
• 純虛擬函式：基類不提供實作，強制衍生類別實作（virtual int area() = 0;），構成介面契約

完整範例程式碼

#include <iostream>
using namespace std;

class Shape {
protected: int width, height;
public: 
    Shape(int a=0, int b=0) : width(a), height(b) {}
    virtual int area() { cout << "Parent class area" << endl; return 0; }
};

class Rectangle : public Shape {
public: 
    Rectangle(int a=0, int b=0) : Shape(a,b) {}
    int area() { cout << "Rectangle class area" << endl; return width * height; }
};

class Triangle : public Shape {
public: 
    Triangle(int a=0, int b=0) : Shape(a,b) {}
    int area() { cout << "Triangle class area" << endl; return width * height / 2; }
};

int main() {
    Shape* shape;
    Rectangle rec(10,7); Triangle tri(10,5);
    shape = &rec; shape->area();  // Rectangle class area
    shape = &tri; shape->area();  // Triangle class area
    return 0;
}

關鍵差異總結