Наследование и полиморфизм в C++

Наследование и полиморфизм в C++: базовые и производные классы, override, виртуальные функции и динамическое связывание.

Наследование позволяет создавать новый класс на основе существующего, переиспользуя его код. Полиморфизм позволяет работать с объектами разных классов через единый интерфейс.

Наследование

Производный класс (дочерний) наследует поля и методы базового через :.

#include <iostream>
#include <string>

class Animal {
public:
    std::string name;
    Animal(std::string n) : name(n) {}

    void eat() {
        std::cout << name << " ест\n";
    }
};

class Cat : public Animal {
public:
    Cat(std::string n) : Animal(n) {}    // вызов конструктора базового класса

    void meow() {
        std::cout << name << " говорит: Мяу!\n";
    }
};

int main() {
    Cat c("Барсик");
    c.eat();    // унаследованный метод
    c.meow();   // собственный метод
    return 0;
}

Вывод:

Барсик ест
Барсик говорит: Мяу!

Виртуальные функции и полиморфизм

Слово virtual в базовом классе говорит: при вызове через указатель/ссылку — смотри на реальный тип объекта. override в производном классе подтверждает переопределение.

#include <iostream>

class Shape {
public:
    virtual void draw() const {       // виртуальная функция
        std::cout << "Фигура\n";
    }
    virtual ~Shape() {}               // виртуальный деструктор — важно!
};

class Circle : public Shape {
public:
    void draw() const override {      // переопределяем
        std::cout << "Круг\n";
    }
};

class Square : public Shape {
public:
    void draw() const override {
        std::cout << "Квадрат\n";
    }
};

int main() {
    Shape* shapes[3] = {new Shape(), new Circle(), new Square()};

    for (Shape* s : shapes) {
        s->draw();    // вызывается нужная версия — динамическое связывание
    }

    for (Shape* s : shapes) delete s;
    return 0;
}

Вывод:

Фигура
Круг
Квадрат

Всегда объявляйте деструктор базового класса virtual, иначе при удалении объекта через указатель на базовый класс вызовется только деструктор базового — утечка ресурсов дочернего.

Абстрактный класс

Класс с чисто виртуальной функцией (= 0) нельзя создать напрямую — он задаёт интерфейс для производных.

class AbstractAnimal {
public:
    virtual void sound() = 0;   // чисто виртуальная функция
    virtual ~AbstractAnimal() {}
};

class Dog : public AbstractAnimal {
public:
    void sound() override { std::cout << "Гав!\n"; }
};

Коротко

• Наследование: class Child : public Base — дочерний класс получает всё public от базового.
• virtual + override — динамическое связывание: вызывается метод реального типа объекта.
• Всегда делайте деструктор базового класса virtual.
• Чисто виртуальная функция = 0 делает класс абстрактным — объект не создашь.