C++：纯虚函数

WolvenSec2024-05-10 13:12

在 C++ 中，纯虚函数（pure virtual function）是一个在基类中声明为纯虚函数的虚函数（如果对虚函数不了解可以去我上一篇文章：C++:虚函数）。它在基类中没有默认实现，而是要求派生类提供实现。通过声明一个函数为纯虚函数，可以使基类成为抽象类，不能实例化，但可以作为其他类的基类。

类中纯虚函数的设置：

cpp 复制代码

class Animal
{
public:

    //纯虚函数
    //virtual 函数返回类型 函数名(参数列表) = 0；
    virtual void run() = 0;
 };

在这个例子中，Animal 类中声明了一个纯虚函数 virtual void run() = 0;，这使得 Animal 类成为了抽象类，不能被实例化。此时如果在函数中创建Animal实例化对象则程序会直接报错：

纯虚函数为基类（抽象类）提供了一种定义接口的方式，通过声明纯虚函数，基类可以规定派生类必须实现的功能，而不需要提供具体的实现。这样可以确保派生类具有相同的接口，并且可以在系统中更容易地进行替换和扩展，同时也能够确保基类不能被实例化。

抽象类规定了派生类的功能实现

cpp 复制代码

class Cat : public  Animal
{
public:
    Cat();
    ~Cat();
    
    //强制功能实现
    void run() {
        std::cout << "Cat Run 函数" << std::endl;
    }
}

派生类 Cat 继承了 Animal 类，并实现了纯虚函数 run() ；此时派生类可以在主程序中正常执行。

如果派生类为对继承下来的纯虚函数 run() 进行实现，那么此时在派生类中run() 依旧是一个纯虚函数，即派生类是一个抽象类无法进行实例化：

cpp 复制代码

class Animal
{
public:
    Animal(){//构造函数};
    ~Animal(){//析构函数};
    //纯虚函数
    virtual void run() = 0;
 };
 
class Cat : public  Animal
{
public:
    Cat();
    ~Cat();
}

总的来说，纯虚函数主要用于定义接口，它们强制派生类提供特定的功能实现，同时也能够确保基类不能被实例化，这样可以确保基类只能被用作派生类的模板，而不能单独存在。这样的设计有助于防止用户误用基类，保证了系统的健壮性和安全性。