Hello，C++纯虚函数和抽象类

Posted 2021-11-29 juanjuanduang

纯虚函数和抽象类

下面通过一个例子来说明纯虚函数的定义方法

在这个类当中，我们定义了一个普通的虚函数，并且也定义了一个纯虚函数。那么，纯虚函数是什么呢？？从上面的定义可以看到，纯虚函数就是没有函数体，同时在定义的时候，其函数名后面要加上“= 0”。

纯虚函数的实现原理

本节从虚函数表的角度来说明纯虚函数的实现原理。

上面就是我们在前面课程讲到的多态的实现原理，在讲这一部分的时候，讲到了虚函数表以及虚函数表指针。如果我们定义了Shape这样的类，那么，Shape类当中，因为有虚函数和纯虚函数，所以，它一定有一个虚函数表，当然，也就一定有一个虚函数表指针。如果是一个普通的虚函数，那么，在虚函数表中，其函数指针就是一个有意义的值；如果是一个纯虚函数，那么，在虚函数表中，其函数指针的值就是0。通过对纯虚函数的讲解，大家也一定会发现：纯虚函数也一定是某个类的成员函数，那么，包含纯虚函数的类也叫作什么呢？我们把包含纯虚函数的类称之为抽象类。比如刚刚举的Shape类当中就含有一个计算周长的纯虚函数，那么，我们就说这个Shape类是一个抽象类。大家可以想一想，如果我们使用Shape这个类去实例化一个对象，那么这个对象实例化之后，如果想要去调用纯虚函数（比如要去调用这个计算周长的纯虚函数），那怎么去调用呢？？？我们说，显然是无法调用的。所以，我们得出一个结论：对于抽象类来说，C++是不允许它去实例化对象的。也就是说，抽象类无法实例化对象。那么，如果我们强行写成如下形式：

比如上面的，从栈中或者堆中去实例化一个对象，此时，如果我们去运行程序的话，计算机就会报错。而且，不仅如此，对于抽象类的子类也可以是抽象类。比如：我们如果定义一个Person的类如下：

因为人是要工作的，所以定义了一个work()函数，同时还定义了一个打印信息的函数。由于人比较抽象，所以也不知道工作要做啥，所以就定义work()为纯虚函数，同时，也不知道该打印啥信息，所以也定义成了纯虚函数。当我们使用Worker这个类去继承Person类的时候，我们可以想象一下，对于工人来说，其工种是非常多的，单单一个工人，我们倒是可以一些他的信息（比如：这个工人的名字，工号等等），但是，这个工人是什么工作，具体是做什么的，我们也没有办法清晰明了的描述出来，所以这个时候，我们可以也把它定义成一个纯虚函数（纯虚函数应用场景），如下所示。此时，这个Worker类作为Person的子类来说，它也是一个抽象类。

 
当我们明确了这个工人是什么工种（比如他是一名清洁工），清洁工这个类继承了Worker类（清洁工也是工人的一种），那么work()这个函数就有了一个明确的定义了（比如：他的工作就是扫地，我们可以将其打印出来），如下图所示。那么，此时，我们就可以使用清洁工（Dustman）这个类去实例化对象。

 

到此，我们需要强调说明一点的是：对于抽象类来说，它无法实例化对象，而对于抽象类的子类来说，只有把抽象类中的纯虚函数全部实现之后，那么这个子类才可以实例化对象。

小结:

抽象类不能被实例化，但可以被继承。只有把抽象类中所有的纯虚函数实现之后，才可以实例化对象

抽象类提供了一个统一的接口，从这里继承，虚函数只是声明在抽象类里并不实现。

 

面向抽象类编程思想强化

• 虚函数和多态性使成员函数根据调用对象的类型产生不同的动作
• 多态性特别适合于实现分层结构的软件系统，便于对问题抽象时   定义共性，实现时定义区别
• 面向抽象类编程（面向接口编程）是项目开发中重要技能之一。

 

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参考：https://blog.csdn.net/yuanchunsi/article/details/78833899