C++——纯虚函数、抽象类

纯虚函数与抽象类 9

1. 纯虚函数:

  • 可以没有函数体的虚函数。
  • 格式:virtual 返回类型 函数名(参数列表) = 0;
  • 作用:将派生类强制实现该函数。

代码示例 1 (无纯虚函数):

c++ 复制代码
class Animal {
public:
    virtual void speak() { std::cout << "Animal speaking..." << std::endl; }
};

class Dog : public Animal {
public:
    // 可以选择不实现 speak() 函数,将继承基类的实现
};

int main() {
    Dog dog;
    dog.speak(); // 输出: Animal speaking...
    return 0;
}

代码示例 2 (有纯虚函数):

c++ 复制代码
class Animal {
public:
    virtual void speak() = 0; // 纯虚函数
};

class Dog : public Animal {
public:
    void speak() override { std::cout << "Woof!" << std::endl; } // 必须实现 speak()
};

int main() {
    Dog dog;
    dog.speak(); // 输出: Woof!
    return 0;
}

2. 抽象类:

  • 包含至少一个纯虚函数的类称为抽象类,也叫做纯虚类。
  • 抽象类不能实例化,即不能创建该类的对象。
  • 抽象类主要用于定义接口,规范派生类的行为。
  • 很多编程语言中的抽象类也叫接口类。

关于"虚"的概念:

  • 虚继承: 解决菱形继承问题,避免数据冗余和二义性。
  • 虚基类: 在虚继承中,被继承的公共基类称为虚基类。
  • 虚函数: 使用 virtual 关键字声明的成员函数,允许在运行时动态绑定(多态)。
  • 纯虚函数: 没有函数体的虚函数,使用 = 0 声明。
  • 纯虚类/抽象类: 包含至少一个纯虚函数的类。

代码示例:

c++ 复制代码
class Shape {
public:
    virtual double getArea() = 0; // 纯虚函数
};

class Circle : public Shape {
private:
    double radius;
public:
    Circle(double r) : radius(r) {}
    double getArea() override { return 3.14159 * radius * radius; }
};

int main() {
    //Shape shape; // 错误: 不能实例化抽象类
    Circle circle(5);
    std::cout << "Circle area: " << circle.getArea() << std::endl;
    return 0;
}
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