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[分享]C++基础十四-抽象类

2021-9-30 14:20 7885

[分享]C++基础十四-抽象类

流照君

2021-9-30 14:20

7885

纯虚函数

在C++ 中，可以将虚函数声明为纯虚函数，在虚函数声明的结尾加上 =0 ，表明此函数为纯虚函数，语法格式为：

1	`virtual 返回值类型函数名 (函数参数)` `=` `0;`

最后的 =0 并不表示函数返回值为0，它只起形式上的作用，告诉编译器这是一个纯虚函数。纯虚函数没有函数体，只有函数声明。

抽象类

包含纯虚函数的类称为抽象类（Abstract Class），抽象类通常作为基类，让派生类去实现纯虚函数，同时派生类必须实现纯虚函数才能被实例化，否则还是一个抽象类。

Aircraft.h

#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;
 
class CAircraft
{
public:
    CAircraft();
    ~CAircraft();
    virtual void Refuel();// 加燃油，虚函数
    virtual void FlyMode() = 0;// 飞行方式，纯虚函数
};
 
class CHelicopter :public CAircraft
{
public:
    CHelicopter();
    ~CHelicopter();
    void FlyMode();
};
 
class CFighter :public CAircraft
{
public:
    CFighter();
    ~CFighter();
    void Refuel();
    void FlyMode();
};

Aircraft.cpp

#include "Aircraft.h"
 
CAircraft::CAircraft()
{
}
CAircraft::~CAircraft()
{
}
void CAircraft::Refuel()
{
    cout << "通用燃油" << endl;
}
void FlyMode()
{
    cout << "停止起飞" << endl;
}
 
CHelicopter::CHelicopter()
{
}
CHelicopter::~CHelicopter()
{
}
void CHelicopter::FlyMode()
{
    cout << "山地打击" << endl;
}
 
CFighter::CFighter()
{
}
CFighter::~CFighter()
{
}
void CFighter::Refuel()
{
    cout << "航空煤油" << endl;
}
void CFighter::FlyMode()
{
    cout << "高空巡航" << endl;
}

Test.cpp

#include <iostream>
#include "Aircraft.h"
 
class CPilot
{
public:
    CPilot();
    ~CPilot();
    void RefuelPlane(CAircraft* pAircraft);
    void DrivePlane(CAircraft* pAircraft);
};
CPilot::CPilot()
{
}
CPilot::~CPilot()
{
}
void CPilot::RefuelPlane(CAircraft* pAircraft)
{
    pAircraft->Refuel();
}
void CPilot::DrivePlane(CAircraft* pAircraft)
{
    pAircraft->FlyMode();
}
 
int main()
{
    CPilot pilot;
    CAircraft* Z20 = new CHelicopter;
    CAircraft* J20 = new CFighter;
 
    pilot.RefuelPlane(Z20);
    pilot.DrivePlane(Z20);
    pilot.RefuelPlane(J20);
    pilot.DrivePlane(J20);
    return 0;
}

上述代码体现了最经典的多态场景，给飞行员不同的飞机，就能表现出不同的结果。虚函数和纯虚函数都能做到这一点，区别是，子类如果不提供虚函数的实现，就会自动调用基类的缺省方案，而子类如果不提供纯虚函数的实现，则编译将会失败。基类提供的纯虚函数实现版本，无法通过指向子类对象的基类类型指针或引用来调用，因此不能作为子类相应虚函数的备选方案。

抽象类的用法

使用虚函数

当基类的某个成员方法，在大多数情形下都应该由子类提供个性化实现，但基类也可以提供一个备选方案的时候，应该将其设计为虚函数。例如航空器的加油行为，每种不同的航空器原则上都应该有自己的个性化燃油加充方式，但也可以有一种通用的燃油加充方式。

使用纯虚函数

当基类的某个成员方法，必须由子类提供个性化实现的时候，应该将其设计为纯虚函数。例如航空器的飞行动作，逻辑上每种航空器都必须提供为其设计的个性化飞行方式，并没有一种通用的飞行方式。

纯虚函数的实现

基类提供的纯虚函数的实现版本，并非为了多态性考虑，因为指向子类对象的基类指针和引用无法调用该版本。纯虚函数在基类中的实现跟多态性无关，它只是提供了一种语法上的便利，在变化多端的应用场景中留有后路。

使用多态

使用一个基类类型的指针或者引用，来指向子类对象，进而调用经由子类复写的个性化的虚函数，这是C++实现多态性的一个最经典的场景。

虚函数和纯虚函数的区别

1、在类成员方法的声明语句前加上关键字virtual，成为虚函数。
2、在虚函数的声明语句末加上 =0 ，成为纯虚函数。
3、子类可以重新定义基类的虚函数，这个行为称为复写（override）。
4、不管是虚函数还是纯虚函数，基类都可以为他们提供实现（implementation）。
5、子类可自主选择是否要提供一份属于自己的个性化虚函数实现。
6、子类必须提供一份属于自己的个性化纯虚函数实现。