深入理解C++中的抽象类和纯虚函数
抽象类通过定义纯虚函数来实现这一特性。本文将从概念、语法、应用场景等方面详细介绍C++中的抽象类和纯虚函数。一个抽象类通常被认为是一个包含了至少一个纯虚函数(即没有实现体)的普通父亲(基) 类。
- 本文目录导读：
- 1、什么是抽象类?
- 2、如何声明和定义抽象基础课程?
- 3、如何使用抽象类?
- 4、什么是纯虚函数?
- 5、为什么要使用纯虚函数?
在C++中，抽象类是一种特殊的类，它不能被直接实例化，而只能作为其他类的基类使用。抽象类通过定义纯虚函数来实现这一特性。本文将从概念、语法、应用场景等方面详细介绍C++中的抽象类和纯虚函数。
什么是抽象类?
在面向对象编程(OOP)中，一个抽象类通常被认为是一个包含了至少一个纯虚函数(即没有实现体)的普通父亲(基) 类。由于它包含了至少一个未实现体(也称为“未定义”的方法)，因此无法直接创建该类型对象。相反, 你必须先派生出子类型，并且在派生子类型之前必须先将所有未定义方法完全地重新定义。
换句话说, 抽象基础课程只是作为其他课程之前可以使用以便于代码复用和逻辑分离等目标。
如何声明和定义抽象基础课程?
要声明或定义一个具有纯虚拟功能(virtual function) 的 abstract class ，需要使用以下语法:
“`
class Abstract_Class {
public:
virtual void Pure_Virtual_Function() = 0;
};
注意，纯虚函数没有任何实现体。因此，您必须在派生类中为其提供实现。
如何使用抽象类?
当我们需要创建一个基于共享行为的对象集合时，通常会使用抽象类。例如，在游戏中，所有敌人都有一些共性(比如攻击、移动等)，但是不同类型的敌人也有自己独特的行为和属性。在这种情况下，我们可以定义一个抽象基础课程Enemy，并从该基础课程继承各种具体子类型 (例如Goblin、Skeleton、Dragon 等)。
另外, 抽象类还可以用来规范接口或组件之间的通信方式。例如, 如果你想要编写一个插件架构(plugin architecture)，那么你就需要定义一组标准接口(interface)来确保插件能够被正确地加载和调用。
什么是纯虚函数?
纯虚函数是指没有任何实现代码的虚拟方法(virtual method) 。它们用于声明在派生类中必须重新定义并提供具体实现代码的函数。如果不重载纯虚拟方法，则不能将该子类型视为完整而有效地继承了其父亲(基) 类。
语法上, 纯虚拟函数的语法类似于普通虚拟函数，但是需要在末尾添加“= 0”来指示它是纯虚拟函数。例如:
virtual void Pure_Virtual_Function() = 0;
为什么要使用纯虚函数?
使用纯虚函数有以下几个优点:
1. 约束派生类必须重新定义该方法并提供实现体。
2. 允许抽象基础课程作为接口(interface)被使用。
3. 在面向对象编程中，它有助于实现多态性(polymorphism)，因为不同的子类型可以以不同的方式重载这些方法。
抽象基础课程和纯虚拟功能是C++面向对象编程中非常重要的概念。通过定义抽象基础课程和纯虚拟方法, 我们可以规范接口、分离逻辑、增强代码复用性等。在实际开发过程中, 我们应该充分利用这些特性来提高代码质量和可维护性。