虛函數(shù)與純虛函數(shù)詳解及應(yīng)用場(chǎng)景分析

虛擬函數(shù)與純虛擬函數(shù)的概念

// 基類 Shape
class Shape {
public:
virtual void render() { // 定義虛擬函數(shù)
// 具體實(shí)現(xiàn)需由派生類提供
}
};

// 派生類 Circle
class Circle : public Shape {
public:
// 實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)
}
};

純虛擬函數(shù)是一種特殊的虛擬函數(shù)，它在基類中聲明但沒(méi)有定義任何實(shí)現(xiàn)。它的主要目的是迫使派生類必須提供相應(yīng)的具體實(shí)現(xiàn)，以滿足接口規(guī)范的要求。我們通過(guò)在函數(shù)簽名后添加`= 0`來(lái)聲明一個(gè)純虛擬函數(shù)，例如：

// 基類 Animal
class Animal {
public:
virtual void consume() = 0; // 定義純虛擬函數(shù)
};

// 派生類 Dog
class Dog : public Animal {
public:
// 實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)
}
};

虛擬函數(shù)與純虛擬函數(shù)的應(yīng)用

純虛擬函數(shù)則更多地用于定義接口規(guī)范，它通常出現(xiàn)在抽象基類中，這樣的基類不能直接實(shí)例化，而是需要由子類來(lái)完成具體的實(shí)現(xiàn)。如果一個(gè)類包含了至少一個(gè)純虛擬函數(shù)，則該類被視為抽象類，必須通過(guò)派生出非抽象的子類才能使用。

虛擬函數(shù)與純虛擬函數(shù)的區(qū)別

• 虛擬函數(shù)可以有或沒(méi)有實(shí)際的函數(shù)體定義，而純虛擬函數(shù)僅聲明而不實(shí)現(xiàn)。
• 一個(gè)類中既可以包含普通虛擬函數(shù)也可以包括純虛擬函數(shù)。但是，如果某個(gè)類含有至少一個(gè)純虛擬函數(shù)，則該類被認(rèn)為是抽象類，不能直接實(shí)例化；相反，普通虛擬函數(shù)允許直接創(chuàng)建對(duì)象。

當(dāng)一個(gè)類包含了至少一個(gè)純虛擬函數(shù)，則該類就變成了一個(gè)抽象基類。由于抽象類中存在未實(shí)現(xiàn)的方法（即沒(méi)有定義的純虛函數(shù)），因此我們無(wú)法直接創(chuàng)建其對(duì)象，而只能通過(guò)派生出具體的子類來(lái)使用它。

相比之下，普通虛擬函數(shù)可以被實(shí)例化，允許在派生類中提供具體的功能實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)使用這些虛擬函數(shù)時(shí)，通常首先定義一個(gè)基類和若干個(gè)繼承自該基類的派生類，然后通過(guò)基類指針或引用訪問(wèn)實(shí)際對(duì)象的方法。由于動(dòng)態(tài)綁定機(jī)制的存在，即使通過(guò)基類指針或引用來(lái)調(diào)用方法，也能準(zhǔn)確地執(zhí)行到相應(yīng)的派生類實(shí)現(xiàn)。

示例代碼

在這個(gè)例子中，我們定義了一個(gè)基類Shape以及兩個(gè)派生類Circle和Rectangle。其中，Shape是一個(gè)抽象類，它包含一個(gè)純虛擬函數(shù)render；而Rectangle是一個(gè)可以實(shí)例化的類，它含有一個(gè)普通虛擬函數(shù)render。

// 基類 Shape（抽象）
class Shape {
public:
virtual void render() = 0; // 定義純虛函數(shù)
};

// 派生類 Circle
class Circle : public Shape {
public:
void render() override { /* 實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié) */ }
};

// 可實(shí)例化的派生類 Rectangle
class Rectangle {
public:
virtual void render() { /* 具體實(shí)現(xiàn) */ }
};

int main() {
// 創(chuàng)建Rectangle對(duì)象并調(diào)用其方法
Rectangle r;
r.render();

// 創(chuàng)建Circle對(duì)象并通過(guò)基類指針訪問(wèn)其render函數(shù)
Circle c;
Shape* p = &c;
p->render();

return 0;
}

在上述代碼中，我們首先定義了一個(gè)抽象的基類Shape和兩個(gè)派生類Circle與Rectangle。然后，在主函數(shù)中創(chuàng)建了Rectangle對(duì)象并調(diào)用了其方法；接下來(lái)，通過(guò)創(chuàng)建一個(gè)Circle對(duì)象并通過(guò)基類指針訪問(wèn)它的render方法。

總結(jié)

(責(zé)任編輯：佚名)