C++的纯虚函数使用与接口实现

嵌入式情报局 2021-08-08

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大家好，我是情报小哥！

前面小哥跟大家聊了一下虚函数的一些知识点和注意事项，相关知识点可以看本专辑前面的内容，虚函数主要是为了父类指针访问子类同名成员方法而引入的，即通过重写了父类的方法，从而实现多态。

为何引入纯虚函数

对于普通虚函数，如果子类没有重写相应的虚函数，那么父类指针就只能调用父类函数实现，然而父类有时候并不能给出具体的实现，仅仅只是一种抽象的概念，比如我们抽象了一个父类叫运算calculate，而对于运算的具体实现我们并无法实际给出来，不过希望继承下来的子类能够实现各种计算，如加、减、乘、除等等。

很多朋友就想了，没实现就没实现呗，函数体内啥也不做不就行了吗？

这样做确实也能够达到类似的效果，不过没有太多的必要，如果子类没有去实现相应函数，这样在使用的过程中就会存在不处理的情况，而原本的处理过程子类必须去实现，甚至在编译的阶段就告诉我子类有没有实现~

基于这样的需求，就有了一种没有具体实现的虚函数，称为纯虚函数。

纯虚函数的使用

纯虚函数的使用还是比较简单的，即在虚函数声明后面加上"=0",作为其标识即可。

那么我们下面以这个demo来体验一下:

 1#include <iostream>
 2using namespace std;
 3
 4class abstructParent
 5{
 6public:
 7    void function1()
 8    {
 9        cout<<" abstructParent hello C++"<<endl; 
10
11    }
12    virtual void function2() = 0; //纯虚函数 
13
14};
15
16class Child :public  abstructParent
17{
18public:
19    void function2()
20    {
21        cout<<" Child hello C++"<<endl; 
22
23    }
24};
25
26int main(int argc, char** argv) {
27
28    Child obj;
29
30    obj.function1();
31    obj.function2();
32
33    return 0;
34}

以上通过子类继承父类来实现，其输出结果为:

从上面的输出结果我们可以了解到几点:

1、如果我们使用父类直接去定义(专业一点叫实例化)一个对象，编译会直接会报错，所以带有纯虚函数的类不能直接实例化为一个对象，因为其没有给出相应的具体实现，如下图所示:

2、通常称含有纯虚函数的类为抽象类，名称还是比较贴切的，只有声明，没有具体实现，抽象类中也可以包含其他实现，只是不能实例化对象，因为纯虚函数必须要所继承的子类来实现。

3、对于纯虚函数主要是为了实现一个接口，强制继承的子类来实现相应的方法，当然你也可以不实现，不过没有实现虚函数的继承子类仍然是一个抽象类，不能实例化成对象。

纯虚函数实现接口

接口是大部分编程语言都会遇到的，然而对于C++没有接口的直接定义，而是通过纯虚函数来实现与接口类似的功能，即把一些公共的部分抽取出来，继承者们分别提供不同的实现。

接口部分仅仅只是对相关的方法进行声明不需要有具体的实现，而子类继承以后必须实现相应的方法供对象使用。

那么下面小哥给大家看一个例子来说明C++进行接口实现:

 1#include <iostream>
 2using namespace std;
 3
 4/* 接口抽象类的定义 */ 
 5class Interface {
 6public:
 7    virtual void method1() = 0;
 8    virtual void method2() = 0;
 9};
10
11class Device1 : public Interface
12{
13public:
14    virtual void method1(void) 
15    {
16        cout<<"Device1 method1"<<endl; 
17    }
18    virtual void method2(void) 
19    {
20        cout<<"Device1 method2"<<endl; 
21    }
22};
23
24class Device2 : public Interface
25{
26public:
27    virtual void method1(void) 
28    {
29        cout<<"Device2 method1"<<endl; 
30    }
31    virtual void method2(void) 
32    {
33        cout<<"Device2 method2"<<endl; 
34    }
35};
36
37class Process {
38public:
39    void Parse(Interface *api) {
40        api->method1();
41        api->method2();
42    }
43};
44
45int main(void)
46{
47    Process process;
48
49    Device1  dev1;
50    Device2  dev2;
51
52    process.Parse(&dev1);
53    process.Parse(&dev2);
54
55    return 0;
56}