C++ 纯虚函数（八股总结）

纯虚函数是一个没有实现的虚函数，其声明中使用= 0表示，在基类中不能对虚函数给出有意义的实现，而把它声明为纯虚函数，它的实现留给该基类的派生类去做。

virtual int A() = 0;

主要用途

1. 定义接口
   纯虚函数可以用来定义一个接口，强制派生类必须实现某些功能。
2. 抽象类的设计
   抽象类常用于描述抽象概念，具体实现由派生类完成。
3. 实现多态
   通过基类的纯虚函数，使用基类指针调用派生类的具体实现。

示例代码

以下是一个简单的例子，展示如何使用纯虚函数定义接口并强制派生类实现。

#include <iostream>
using namespace std;// 抽象类
class Shape {
public:// 纯虚函数，强制派生类实现virtual void draw() const = 0;virtual double area() const = 0;// 虚析构函数（推荐在抽象类中使用）virtual ~Shape() {}
};// 派生类 - 圆形
class Circle : public Shape {
private:double radius;
public:Circle(double r) : radius(r) {}// 实现纯虚函数void draw() const override {cout << "Drawing a Circle." << endl;}double area() const override {return 3.14 * radius * radius;}
};// 派生类 - 矩形
class Rectangle : public Shape {
private:double width, height;
public:Rectangle(double w, double h) : width(w), height(h) {}// 实现纯虚函数void draw() const override {cout << "Drawing a Rectangle." << endl;}double area() const override {return width * height;}
};int main() {// 创建对象并通过基类指针调用Shape* circle = new Circle(5.0);Shape* rectangle = new Rectangle(4.0, 6.0);circle->draw();cout << "Circle Area: " << circle->area() << endl;rectangle->draw();cout << "Rectangle Area: " << rectangle->area() << endl;// 释放资源delete circle;delete rectangle;return 0;
}

输出

Drawing a Circle.
Circle Area: 78.5
Drawing a Rectangle.
Rectangle Area: 24

区别分析

1. 虚函数与纯虚函数的区别
   • 虚函数：可以有默认实现，派生类可以选择覆盖。
   • 纯虚函数：没有实现，派生类必须实现。
   • 类里如果声明了虚函数，这个函数是实现的，哪怕是空实现，它的作用就是为了能让这个函数在它的子类里面可以被覆盖（override），这样的话，编译器就可以使用后期绑定来达到多态了。纯虚函数只是一个接口，是个函数的声明而已，它要留到子类里去实现。
   • 虚函数在子类里面可以不重写；但纯虚函数必须在子类实现才可以实例化子类。
   • 虚函数的类用于 “实作继承”，继承接口的同时也继承了父类的实现。纯虚函数关注的是接口的统一性，实现由子类完成。
   • 带纯虚函数的类叫抽象类，这种类不能直接生成对象，而只有被继承，并重写其虚函数后，才能使用。抽象类被继承后，子类可以继续是抽象类，也可以是普通类。
   • 虚基类是虚继承中的基类
2. 抽象类与普通类的区别
   • 抽象类：包含至少一个纯虚函数，不能直接实例化。
   • 普通类：可以直接实例化，没有纯虚函数。