纯虚函数通过=0声明,要求派生类必须实现,含有纯虚函数的类为抽象类,不能实例化,用于定义接口规范。

在C++中,纯虚函数和抽象类是实现多态和接口设计的重要机制。它们为基类提供了一种强制派生类实现特定方法的方式,从而支持面向对象编程中的“接口与实现分离”原则。
什么是纯虚函数
纯虚函数是一种在基类中声明但不提供实现的特殊成员函数,它要求派生类必须提供具体实现。纯虚函数通过在函数声明后加上 = 0 来定义。
virtual void func() = 0;
这表示该函数没有默认实现,并且任何继承该类的子类都必须重写这个函数,否则子类也将成为抽象类。
纯虚函数通常用于定义接口行为,比如:
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示例:
class Shape {
public:
virtual void draw() = 0; // 纯虚函数
};
什么是抽象类
只要一个类中包含至少一个纯虚函数,这个类就被称为抽象类。抽象类不能被实例化,也就是说你不能创建该类的对象。
它的作用是作为其他类的基类,用来定义统一的接口规范。
特点:
不能直接创建对象(即不能实例化)可以包含普通成员函数、成员变量和纯虚函数派生类必须实现所有继承的纯虚函数,否则也无法实例化
示例:
class Animal {
public:
virtual void makeSound() = 0;
void sleep() {
std::cout
}
};
上面的 Animal 是抽象类,因为它有纯虚函数 makeSound(),所以不能写 Animal a; 这样的代码。
如何使用抽象类和纯虚函数
实际开发中,抽象类常用于定义接口或框架结构,让不同的子类根据需求实现各自的行为。
例子:实现不同动物叫声
class Dog : public Animal {
public:
void makeSound() override {
std::cout
}
};
class Cat : public Animal {
public:
void makeSound() override {
std::cout
}
};
此时,Dog 和 Cat 都实现了 makeSound,因此可以创建它们的对象:
Dog d;
d.makeSound(); // 输出 Woof!
Cat c;
c.makeSound(); // 输出 Meow!
还可以通过基类指针调用,体现多态性:
Animal* ptr = &d;
ptr->makeSound(); // 调用 Dog::makeSound()
注意事项
使用抽象类和纯虚函数时要注意以下几点:
抽象类可以有构造函数,但不能实例化纯虚函数可以在基类中定义实现(较少见),但依然需要在子类中重写才能实例化子类如果忘记重写某个纯虚函数,编译器会报错或导致派生类仍是抽象类抽象类适合做接口类或框架基类,提升程序扩展性和可维护性
基本上就这些。掌握纯虚函数和抽象类的用法,有助于写出更清晰、更具扩展性的C++程序。
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