C++ - 纯虚函数和抽象类

纯虚函数和抽象类

纯虚函数是 C++ 中的虚函数，我们无需为其编写任何函数定义，只需声明即可，声明时只需在声明中赋值 0 即可。要声明虚函数，请使用"virtual"关键字。

然而，抽象类是 C++ 中至少包含一个纯虚函数的类。

语法

virtual return_type func_name(parameters) = 0;

其中

• return_type 是函数的返回类型(例如，int、void 等)
• func_name 是函数的名称。
• parameters 是函数的参数列表。
• = 0 语法表示该函数是纯虚函数，在基类中没有定义。

纯虚函数示例

class Shape {public: // 纯虚函数
virtual void draw() = 0; };

抽象类示例

抽象类是包含至少一个纯虚函数的类。

class Shape {public: virtual void draw() = 0; // 纯虚函数使 Shape 成为抽象类
virtual ~Shape() {} // 虚析构函数(良好实践)
};

纯虚函数和抽象类示例

以下是展示其工作原理的完整示例。

#include<iostream>
using namespace std;

// 抽象类
class Shape {
    public: virtual void draw() = 0; 	// 纯虚函数
    virtual~Shape() {} 					// 虚析构函数
};

// 派生类:圆形
class Circle: public Shape {
    public: void draw() override {
        cout << "Drawing Circle" << endl;
    }
};

// 派生类:矩形
class Rectangle: public Shape {
    public: void draw() override {
    cout << "Drawing Rectangle" << endl;
}
};

// 派生类:三角形
class Triangle: public Shape {
  public: void draw() override {
    cout << "Drawing Triangle" << endl;
  }
};

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

  // 绘制所有形状
  for (Shape * shape: shapes) {
    shape -> draw();
  }

  // 清理
  for (Shape * shape: shapes) {
    delete shape;
  }

  return 0;
}

当编译并执行上述代码时，它会产生以下结果 -

Drawing Circle
Drawing Rectangle
Drawing Triangle

抽象类的主要特性

• 抽象类可以包含普通的函数和变量，以及一个纯虚函数。
• 抽象类无法实例化，但可以创建抽象类类型的指针和引用。
• 抽象类主要用于向上转型，以便其派生类可以使用其接口。
• 如果抽象类有派生类，则该派生类必须实现所有纯虚函数，否则这些纯虚函数也会变为抽象类。
  
• 我们无法创建抽象类的对象，因为我们在虚函数表中为纯虚函数预留了一个位置，但没有填写任何地址，因此虚函数表将保持不完整。