虚函数纯虚函数和接口的实用方法和意义

Posted 2020-08-06 蒲公英110

从理论上来说，这三个概念很容易背的滚瓜烂熟，但是从大学毕业到现在，我都没真正搞明白这三个东西的出现，究竟是为了做到什么事情。

也许之前我很少写代码，更很少写面向对象的代码，即使有写多半也很容易写回到面向过程的老路上去。在写面向过程的代码的时候，根本不管什么函数重载和覆盖，想到要什么功能就变得法子的换个函数名字，心里想想：反正函数重载本质也就是入栈了两个不同的函数。

知道后来我才慢慢了解，这些概念的出现，完全就不是为了编程的功能实现，而是编程的易用和扩展，准确的来说是方便再次开发而提出的一种标准而已。如果仅仅只要写个自己用的功能性的程序，那的确可以用不到上面这些麻烦的东西。

回过头来讲，让我了解标题这三个概念的实际用处，还是在于我这第四次重写毕业论文的代码，将它改写成面向对象的时候，才理解的。在面向对象设计的过程中，类是从抽象逐渐具体起来的，父类可以是非常非常抽象的东西，而最终实例化的子类就非常具体了。在这个继承的过程中，不断的对父类进行填充丰富，最终得到的子类就是有血有肉的 - 我的理解。

虚函数的意义，就在于定义了一个从最早的父类，到最后的子类，都必须具备的一个功能（函数），只是在不断的进化（继承）中，这个功能会略微发生改变。通过虚函数，我们在调用不同的衍生类的时候，可以拥有不同的功能。然后我会说：这么麻烦，干脆每个继承类都重写命名一个函数么算了，只要知道重命名的函数有这个功能就行了不是？理论上来说，完全可以，在一个父类和其继承类不多的项目中，这么做完全可以，只要你自己能熟记或者找到这个重命名函数是干嘛用的；但是在大一点的项目中，由于类中的函数成百上千，恐怕你就会为此疯狂。另外还有一点，是重命名函数无法做到的，这一点我会在纯虚函数中一并解释。

纯虚函数，就是虚函数了以后，末尾还要加=0的那一类函数。我一直没想通的是，既然这个函数完全没有实现方法，那么定义这个函数有个蛋用啊？我也曾经试着在网上搜索过纯虚函数的意义和作用，回答大多千篇一律照本宣科。于是我渐渐的也就无视这个纯虚函数了。直到现在我开始写一个PSO算法的时候，才发现天哪这居然是一个完全不可或缺的东西！如果说虚函数还可以用重命名作为另外一种解决方法，那么纯虚函数则是没有第二种可以替代的方法。我可以拿一个非常简单的代码说明一下：

class test{
public:
      virtual void print();
   virtual void order()=0;
   int array[20];
};

上面声明了一个非常简单的类，它只有两个函数，其中一个是虚函数：打印，另外一个是纯虚函数：排序。其中打印函数的定义如下

 

void test::print(){
      order();
   printf("打印结果： ");
   for(int i=0; i<20; i++)
           printf("%d ", array[i]);
}

在这个打印函数中，调用了order函数对array进行了排序，然后输出结果。问题是：我根本不知道order函数是什么算法，或者说order函数因人而异，所以无法确定！于是网上照本宣科的内容就出来：当函数没有实现方法或者需要子类来定义实现方法的时候，可以在父类中定义纯虚函数。就是这么简单！于是当不同的子类继承这个父类的时候，定义不同的实现方法，那么实例化这个子类的时候，这个纯虚函数就有了不同的方法。这也解释了为什么包含纯虚函数的抽象类为什么不能实例化，因为它中间有函数根本不知道是怎么个实现！当然我们可以用其他方法避免使用纯虚函数，比方说在子类中重写print方法，但是这样一来等于除了order函数代码以外所有的代码都要重新复制一遍，当继承类越来越多的时候，要修改print等于这一堆继承类都要修改，会疯的！所以说纯虚函数是一个很神奇的用法，也是简化了编程使得面向对象的方法更加灵活。

至于接口，这是一个只有JAVA中才用到的概念，C++中不存在接口，与接口相似的是：抽象类。因为JAVA不允许多重继承类，但可以继承多个接口。关于接口，在我编写JAVA SERVLET的时候，碰到过一个httpservlet，用户需要为doget和dopost等函数编写实现方法。而这些函数就可以看成是纯虚函数，它在HTTPservlet也类似于上述代码的order函数，有着在局部函数中的作用。

面向对象编程确实很有意思，虽然从某种程度上来说，和面向过程也差不多，但是灵活多变的设计方法，也许也是C++（面向对象）比C（面向过程）强大的地方