深入了解C++抽象類

一、什麼是抽象類

在C++中，抽象類是指含有至少一個純虛函數的類。純虛函數是指在函數聲明中使用「=0」來指定函數為純虛函數，它沒有函數體。定義了純虛函數的類被稱為抽象類，不能被實例化，而只能被繼承。繼承抽象類的子類，必須要實現父類中的所有純虛函數，否則子類也是抽象類，不能被實例化。

二、抽象類的作用

抽象類的作用在於它是一種抽象的概念，用於描述多個類所共有的行為和屬性，它可以為各種派生類提供一個公共的基類，可以避免代碼的重複性。由於抽象類是不能被實例化的，所以它的主要作用是用來作為各種具體類的基類，在繼承關係中起到抽象類和具體類之間的橋樑作用。

三、抽象類的定義

class Shape { 
    public: 
        virtual float area() = 0; // 純虛函數 
        virtual float perimeter() = 0; // 純虛函數 
};

在上面的代碼中，我們定義了一個Shape類，該類含有兩個純虛函數area()和perimeter()，並且這兩個函數都沒有函數體。如果要實現Shape類，我們需要通過繼承的方式，重寫這兩個函數。

四、抽象類的特點

抽象類的特點主要有以下幾點：

1. 抽象類不能實例化

2. 抽象類中可以有非純虛函數和成員變量

3. 抽象類的派生類必須要實現所有純虛函數

4. 抽象類可以有構造和析構函數

五、抽象類的示例代碼

#include<iostream>
using namespace std;

class Shape {
public:
    virtual float area() = 0;
    virtual float perimeter() = 0;
};

class Rectangle : public Shape {
public:
    Rectangle(float a = 0, float b = 0) : length(a), width(b){}
    float area() { return length * width; }
    float perimeter() { return 2 * (length + width); }
private:
    float length;
    float width;
};

class Circle : public Shape {
public:
    Circle(float r = 0) : radius(r) {}
    float area() { return 3.1415926 * radius * radius; }
    float perimeter() { return 2 * 3.1415926 * radius; }
private:
    float radius;
};

int main() {
    Shape* shape1 = new Rectangle(3, 4);
    Shape* shape2 = new Circle(5);
    cout << "Rectangle area: " <area() << " perimeter: " <perimeter() << endl;
    cout << "Circle area: " <area() << " perimeter: " <perimeter() << endl;
    return 0;
}

上面的代碼定義了一個Shape抽象類，其中定義了兩個純虛函數area()和perimeter()。接着我們定義了兩個具體類：Rectangle和Circle，它們都繼承Shape類，重寫了area()和perimeter()函數。在main函數中，我們通過Shape指針來指向不同的對象，通過調用指針所指向對象的具體函數，來打印出矩形和圓的面積和周長。

六、抽象類和接口類的區別

在C++中，接口類和抽象類都是使用純虛函數的方式來實現的，它們的設計思想和作用都有些相似。

接口類：定義了一組接口（虛函數），不提供具體實現，由具體類來實現。一個類可以繼承多個接口，從而具有多個接口的能力。

抽象類：定義了一組接口（虛函數），同時也可以包含變量、函數等的實現代碼，只是其中某些接口沒有實現，由其具體子類來實現。

總的來說，接口類更加強調對行為的抽象，抽象類更側重於對類的抽象。