C++ 类与对象是对面向对象编程的核心概念。在之前的内容中，我们已经讨论了类的基本定义、对象的创建、构造函数和析构函数的作用以及类的继承。在深入分析第四部分中，我们将继续探讨 C++ 类与对象的高级概念，具体包括多态性、接口（抽象类和纯虚函数）和模板类。

1. 多态性（Polymorphism）

多态性允许一个接口有多个实现，是面向对象编程的一个重要特性。C++ 实现多态主要通过虚函数。

虚函数（Virtual Function）

• 定义：在基类中使用 virtual 关键字声明的函数。
• 动态绑定：通过指针或引用调用虚函数，程序会在运行时确定调用哪一个函数实现，即动态绑定。
• 用途：允许子类重写基类的函数行为，从而实现多态性。

class Base {  
public:  
    virtual void show() {  
        std::cout << "Base show" << std::endl;  
    }  
};  
class Derived : public Base {  
public:  
    void show() override {  
        std::cout << "Derived show" << std::endl;  
    }  
};  
void demonstratePolymorphism() {  
    Base* b = new Derived();  
    b->show();  // 输出: Derived show  
    delete b;  
}  

2. 抽象类与纯虚函数

抽象类用于定义接口，它不能被实例化，通常包含至少一个纯虚函数。

纯虚函数（Pure Virtual Function）

• 定义：声明时在函数名后面加 = 0。
• 作用：要求派生类必须实现该函数，否则派生类也将是抽象类。

class AbstractBase {  
public:  
    virtual void pureVirtualFunction() = 0;  // 纯虚函数  
};  
class ConcreteDerived : public AbstractBase {  
public:  
    void pureVirtualFunction() override {  
        std::cout << "Implemented pure virtual function" << std::endl;  
    }  
};  
void useAbstractClass() {  
    ConcreteDerived obj;  
    obj.pureVirtualFunction();  
}  

3. 模板类（Template Classes）

模板类允许将类型作为参数进行传递，以实现泛型编程。

定义模板类

• 语法：使用 template<typename T> 或 template<class T>。
• 用途：在定义通用数据结构时（如链表、栈等），避免对不同数据类型重复编写代码。

template<typename T>  
class MyVector {  
private:  
    T* arr;  
    int size;  
public:  
    MyVector(int s) : size(s) {  
        arr = new T[s];  
    }  
    T& operator[](int index) {  
        return arr[index];  
    }  
    ~MyVector() {  
        delete[] arr;  
    }  
};  
void demonstrateTemplateClass() {  
    MyVector<int> intVector(10);  
    MyVector<double> doubleVector(20);  
    intVector[0] = 5;  
    doubleVector[0] = 5.5;  
    std::cout << intVector[0] << " " << doubleVector[0] << std::endl;  
}  

以上是 C++ 类与对象的深入探讨。在编写复杂项目时，理解和应用这些高级特性可以使代码更具扩展性和可维护性。多态性确保了代码的灵活性，而抽象类和模板类提供了很好的通用框架和重用性。通过掌握这些特性，开发者可以设计出更优雅、更高效的应用程序。