参考:http://www.weixueyuan.net/view/6376.html

总结:

  在C++中,可以通过抽象基类来实现公共接口

  纯虚成员函数没有函数体,只有函数声明,在纯虚函数声明结尾加上“=0”表明此函数为纯虚成员函数。

  包含纯虚成员函数的类即为抽象基类,之所以说它抽象,那是因为它无法实例化,也即无法用于创建对象。

  纯虚成员函数可以被派生类继承,如果派生类不重新定义抽象基类中的所有(有多个则要重新定义多个)纯虚成员函数,则派生类同样会成为抽象基类,因而也不能用于创建对象。

  一个纯虚成员函数就可以使类成为抽象基类,但是抽象基类中除了包含纯虚成员函数外,同样可以包含其它成员函数或成员变量。

  只有类中的虚函数才能被声明为纯虚成员函数,普通成员函数和顶层函数均不能声明为纯虚成员函数。

  抽象基类可以用于实现公共接口,在抽象基类中声明的纯虚成员函数,派生类如果想要能够创建对象,则必须全部重新定义这些纯虚成员函数。  

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公共接口是指一系列成员函数的集合,支持该接口的类必须以合适的方式重新定义这些成员函数,否则就无法创建对象。在C++中,可以通过抽象基类来实现公共接口。为了介绍抽象基类,我们需要先来了解一下纯虚成员函数。

纯虚成员函数的声明语法如下:
    virtual 函数返回类型 函数名 (函数参数) = 0;

纯虚成员函数没有函数体,只有函数声明,在纯虚函数声明结尾加上“=0”表明此函数为纯虚成员函数。

包含纯虚成员函数的类即为抽象基类,之所以说它抽象,那是因为它无法实例化,也即无法用于创建对象。

例1:

#include<iostream>
using namespace std; class base
{
public :
virtual void display() = 0;
//......
}; int main()
{
base b; //compile error
return 0;
}

如本例所示,本例中只定义了一个base类,该类中声明了一个纯虚成员函数,包含纯虚成员函数的类即为抽象基类,因此base类为抽象基类。抽象基类是无法用于创建对象的,而主函数中我们尝试创建base类的对象,这是不允许的,编译提示语法错误。

纯虚成员函数可以被派生类继承,如果派生类不重新定义抽象基类中的所有(有多个则要重新定义多个)纯虚成员函数,则派生类同样会成为抽象基类,因而也不能用于创建对象。

例2:

#include<iostream>
using namespace std; class base
{
public :
base(){x = 0;}
base(int a){x = a;}
virtual void display() = 0;
int getx(){return x;}
private:
int x;
}; class derived1 : public base
{
public:
derived1(int a){ y = a;}
private:
int y;
}; class derived2 : public base
{
public:
derived2(int a, int b):base(a){ z = b;}
void display()
{
cout<<getx()<<" "<<z<<endl;
}
private:
int z;
} int main()
{
base b; //compile error
derived1 d1(5); //compile error
derived2 d2(5,6);
d2.display();
return 0;
}

在本例中定义了三个类,一个base类,base类中有一个整型成员变量x,成员函数有两个构造函数、一个getx普通成员函数和一个纯虚成员函数display。之后定义了一个derived1类,该类继承base类,在该类中新增一个整型的成员变量y,并且定义了一个构造函数。之后又定义了一个derived2类,这个类同样也新增了一个整型的成员变量z,定义了一个带参的构造函数,并显式调用了基类中的构造函数,除此之外derived2类还重新定义了基类中的纯虚成员函数display,派生类中的display函数与基类中的纯虚成员函数构成函数覆盖。我们再来看一下主函数中的情况,主函数中首先尝试创建base类的对象,因为base类包含一个纯虚成员函数,因此是抽象基类,不能创建对象。之后又尝试创建derived1的对象,derived1类继承了基类base中的纯虚成员函数,并且没有重新定义该函数,因此derived1类虽然是base类的派生类,但它仍然是抽象基类,因此同样不能创建对象。之后尝试创建derived2类的对象,该类同样是base类的派生类,同样从base类中继承了纯虚成员函数display,但是该类中同时也重新定义了该函数,因此覆盖了基类的纯虚成员函数,该类不是抽象基类,因此可以创建对象。创建derived2类的对象时调用了类中的带参构造函数,之后通过对象调用display函数,打印出成员变量x和y的值。

一个纯虚成员函数就可以使类成为抽象基类,但是抽象基类中除了包含纯虚成员函数外,同样可以包含其它成员函数或成员变量。如例2中所示的base类,类中除了包含纯虚成员函数之外,还包含了一个private成员变量x和两个构造函数及一个普通成员函数getx。

只有类中的虚函数才能被声明为纯虚成员函数,普通成员函数和顶层函数均不能声明为纯虚成员函数。如例3中企图将顶层函数和普通的成员函数声明为纯虚成员函数,这都是不允许的。

例3:

void fun() = 0;   //compile error

class base
{
public :
void display() = 0; //compile error
//......
};

抽象基类可以用于实现公共接口,在抽象基类中声明的纯虚成员函数,派生类如果想要能够创建对象,则必须全部重新定义这些纯虚成员函数。

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