C++中的纯虚函数和抽象类详细指南

有时, 由于我们不知道具体实现, 因此无法在基类中提供所有功能的具体实现。这样的类称为抽象类。例如, 让Shape为基类。我们无法在Shape中提供功能draw()的实现, 但是我们知道每个派生类都必须具有draw()的实现。同样, 动物类也没有move()的实现(假设所有动物都在移动), 但是所有动物都必须知道如何移动。我们不能创建抽象类的对象。
C++++中的纯虚函数(或抽象函数)是虚拟功能对于我们没有实现的内容, 我们只声明它。通过在声明中分配0来声明纯虚函数。请参见以下示例。

//An abstract class class Test { //Data members of class public : //Pure Virtual Function virtual void show() = 0; /* Other members */ };

一个完整的例子：
纯粹的虚函数由从Abstract类派生的类实现。以下是一个简单的示例来演示相同的内容。

#include< iostream> using namespace std; class Base { int x; public : virtual void fun() = 0; int getX() { return x; } }; //This class inherits from Base and implements fun() class Derived: public Base { int y; public : void fun() { cout < < "fun() called" ; } }; int main( void ) { Derived d; d.fun(); return 0; }

输出如下：

fun() called

一些有趣的事实：
1)如果一个类至少具有一个纯虚函数, 则它是抽象的。
在以下示例中, Test是一个抽象类, 因为它具有纯虚函数show()。

//pure virtual functions make a class abstract #include< iostream> using namespace std; class Test { int x; public : virtual void show() = 0; int getX() { return x; } }; int main( void ) { Test t; return 0; }

输出如下：

Compiler Error: cannot declare variable 't' to be of abstract type 'Test' because the following virtual functions are pure within 'Test': note:virtual void Test::show()

2)我们可以有抽象类类型的指针和引用。
例如, 以下程序可以正常运行。

#include< iostream> using namespace std; class Base { public : virtual void show() = 0; }; class Derived: public Base { public : void show() { cout < < "In Derived \n" ; } }; int main( void ) { Base *bp = new Derived(); bp-> show(); return 0; }

输出如下：

In Derived

3)如果我们不重写派生类中的纯虚函数, 则派生类也将成为抽象类。
下面的示例演示了相同的内容。

#include< iostream> using namespace std; class Base { public : virtual void show() = 0; }; class Derived : public Base { }; int main( void ) { Derived d; return 0; }

Compiler Error: cannot declare variable 'd' to be of abstract type 'Derived'because the following virtual functions are pure within 'Derived': virtual void Base::show()

4)抽象类可以具有构造函数。
例如, 以下程序可以编译并正常运行。

#include< iostream> using namespace std; //An abstract class with constructor class Base { protected : int x; public : virtual void fun() = 0; Base( int i) { x = i; } }; class Derived: public Base { int y; public : Derived( int i, int j):Base(i) { y = j; } void fun() { cout < < "x = " < < x < < ", y = " < < y; } }; int main( void ) { Derived d(4, 5); d.fun(); return 0; }

输出如下：

x = 4, y = 5

与Java比较
在Java中, 可以使用abstract关键字将类抽象化。类似地, 可以通过使用abstract关键字使函数成为纯虚函数或抽象函数。
接口与抽象类：
接口没有任何方法的实现, 可以将其视为方法声明的集合。在C++++中, 可以通过将所有方法设为纯虚拟方法来模拟接口。在Java中, 接口有一个单独的关键字。
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