C++-虚函数、纯虚函数与抽象类

虚函数

首先，强调一个概念：

定义一个函数为虚函数，不代表函数为不被实现的函数；
定义他为虚函数是为了允许用基类的指针来调用子类的这个函数
定义一个函数为纯虚函数，才代表函数没有被实现
定义纯虚函数是为了实现一个接口，起到一个规范的作用，规范继承这个类的程序员必须实现这个函数
简介
假设我们有下面的类层次：

class A {
public:
    virtual void foo() {
        cout << "A::foo() is called" << endl;
    }
};
class B:public A {
public:
    void foo() {
        cout << "B::foo() is called" << endl;
    }
};
int main() {
    A* a = new B;
    a->foo();       //在这里，a虽然是指向A的指针，但是被调用的函数(foo())确是B的
    return 0;
}

这个例子是虚函数的一个典型应用，通过这个例子，也许你就对虚函数有了一些概念。它虚就虚在所谓“推迟联编”或者“动态联编”上，一个类函数的调用并不是在编译时刻被确定的，而是在运行时刻被确定的。由于编写代码的时候并不能确定被调用的是基类的函数还是哪个派生类的函数，所以被成为“虚”函数。
虚函数只能借助于指针或者引用来达到多态的效果。

如果虚函数是有效的，那为什么不把所有函数设为虚函数

不行。首先，虚函数是有代价的，由于每个虚函数的对象都要维护一个虚函数表，因此在使用虚函数的时候都会产生一定的系统开销，这是没有必要的。

哪些函数不能定义为虚函数

普通函数（不能被覆盖）
友元函数（C++不支持友元函数继承）
内联函数（编译期间展开，虚函数是在运行期间绑定）
构造函数（没有对象不能使用构造函数，先有构造函数后有虚函数，虚函数是对对象的动作）
静态成员函数（只有一份大家共享）
纯虚函数
定义
纯虚函数是在基类中声明的虚函数，它在基类中没有定义，但要求任何派生类都要定义自己的实现方法。在基类中实现纯虚函数的方法是在函数原型后加“=0”
1
　virtual void funtion1()=0
引入原因
为了方便使用多态特性，我们常常需要在基类中定义虚拟函数
在很多情况下，基类本身生成对象是不合情理的。例如，动物作为一个基类可以派生出老虎、孔雀等子类，但动物本身生成对象明显不合常理。

为了解决上述问题，引入了纯虚函数的概念，将函数定义为纯虚函数（方法：virtual ReturnType Function()= 0;），则编译器要求在派生类中必须予以重写以实现多态性。同时含有纯虚拟函数的类称为抽象类，它不能生成对象。
这样就很好地解决了上述两个问题。

声明了纯虚函数的类是一个抽象类。所以，用户不能创建类的实例，只能创建它的派生类的实例.

纯虚函数最显著的特征是：它们必须在继承类中重新声明函数（不要后面的＝0，否则该派生类也不能实例化），而且它们在抽象类中往往没有定义。
定义纯虚函数的目的在于，使派生类仅仅只是继承函数的接口。
纯虚函数的意义，让所有的类对象（主要是派生类对象）都可以执行纯虚函数的动作，但类无法为纯虚函数提供一个合理的缺省实现。所以类纯虚函数的声明就是在告诉子类的设计者，“你必须提供一个纯虚函数的实现，但我不知道你会怎样实现它”。

抽象类

定义

称带有纯虚函数的类为抽象类

作用

抽象类的主要作用是将有关的操作作为结果接口组织在一个继承层次结构中，由它来为派生类提供一个公共的根，派生类将具体实现在其基类中作为接口的操作。所以派生类实际上刻画了一组子类的操作接口的通用语义，这些语义也传给子类，子类可以具体实现这些语义，也可以再将这些语义传给自己的子类。

使用抽象类时注意：

抽象类只能作为基类来使用，其纯虚函数的实现由派生类给出。如果派生类中没有重新定义纯虚函数，而只是继承基类的纯虚函数，则这个派生类仍然还是一个抽象类。如果派生类中给出了基类纯虚函数的实现，则该派生类就不再是抽象类了，它是一个可以建立对象的具体的类。
抽象类是不能定义对象的

虚函数

首先，强调一个概念：

简介

如果虚函数是有效的，那为什么不把所有函数设为虚函数

哪些函数不能定义为虚函数

纯虚函数

定义

引入原因

抽象类

定义

作用

使用抽象类时注意：