C++虚函数(11) - 纯虚函数与抽象类

1.纯虚函数与抽象类

有时并不是所有的函数都能在基类中实现，因为无法确定具体实现。这样的一个类成为抽象类。

例如，将Shape定义为基类。我们无法确定Shape类中的draw()方法的具体实现，但是可以确定每个子类必须实现draw()。类似地，一个Animal类无法确定move()方法的实现，但是所有的具体animal是知道move()的实现的。

抽象类不能创建具体对象。

C++中的纯虚函数(或抽象函数)就是一个无法实现的虚函数，只是声明它。纯虚函数在声明时赋值为0.

参考下面例子：

// 抽象类class Test{  public:    // 纯虚函数    virtual void show() = 0; };

下面是一个完整例子：纯虚函数在抽象类的继承类中实现。

#include<iostream>using namespace std;class Base{   int x;public:    virtual void fun() = 0;    int getX() { return x; }};//此类继承自Base类，并实现了fun方法class Derived: public Base{    int y;public:    void fun() { cout << "fun() called"; }};int main(void){    Derived d;    d.fun();    return 0;}

输出:

fun() called

2.纯虚函数的特性

2.1.纯虚函数与抽象类

至少拥有一个纯虚函数才是抽象类。
下面例子中，Test是一个抽象类，因为它包含了一个纯虚函数show().

#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:
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() 

2.2.可以使用抽象类的指针或引用

下面程序工作正常。

#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:
In Derived

2.3.子类中的纯虚函数

如果子类中不覆写这个纯虚函数，则子类也会变为抽象类。

下面程序进行了演示：

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

编译错误：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) 抽象类可以有构造函数.

下面程序工作正常。

#include<iostream>using namespace std; //带有构造函数的抽象类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:
x = 4, y = 5

3.与Java比较

在Java中，可以使用关键字abstract声明一个抽象类。同样，可以使用abstract将一个函数声明为纯虚函数或抽象函数。

接口与抽象类:
一个接口不会实现它的任何方法，可以将其视作方法声明的收集。在C++中，接口类中会将其所有方法定义为纯虚。在Java中，有一个单独的关键字interface.