C++虚函数与纯虚函数的区别

今天在做一道面试题的时候遇到一个纯虚函数的概念，就翻了下书，查资料，对比下虚函数，现在整理一下和大家分享：

什么是虚函数？

那些被virtual关键字修饰的成员函数，就是虚函数。虚函数的作用，用专业术语来解释就是实现多态性（Polymorphism），多态性是将接口与实现进行分离；用形象的语言来解释就是实现以共同的方法，但因个体差异而采用不同的策略。

虚函数声明如下：virtual ReturnType FunctionName(Parameter)；

虚函数必须实现，如果不实现，编译器将报错，错误提示为：

error LNK****: unresolved external symbol "public: virtual void __thiscall

ClassName::virtualFunctionName(void)"

 

为什么要用纯虚函数？

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。为了解决这个问题，方便使用类的多态性，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。

 

在什么情况下使用纯虚函数(pure vitrual function)?

 

1，当想在基类中抽象出一个方法，且该基类只做能被继承，而不能被实例化；

 

2，这个方法必须在派生类(derived class)中被实现；

 

   如果满足以上两点，可以考虑将该方法申明为pure virtual function.

 

我们来举个例子，我们先定义一个形状的类(Cshape)，但凡是形状我们都要求其能显示自己。所以我们定义了一个类如下：

 

class CShape

 

{

 

    virtual void Show(){};

 

};

 

但没有CShape这种形状，因此我们不想让CShape这个类被实例化，我们首先想到的是将Show函数的定义（实现）部分删除如下：

 

class CShape

{

    virtual void Show();

};

当我们使用下面的语句实例化一个CShape时：

 

CShape cs;  //这是我们不允许的，但仅用上面的代码是可以通过编译（但link时失败）。

 

 

 

   怎么样避免一个CShape被实例化，且在编译时就被发现？

 

答案是：使用pure virtual funcion.

 

我们再次修改CShape类如下：

 

class CShape

{

public:

    virtual void Show()=0;

};

这时在实例化CShape时就会有以下报错信息：

error C2259: 'CShape' : cannot instantiate abstract class due to following members:

warning C4259: 'void __thiscall CShape::Show(void)' : pure virtual function was not defined

 

我们再来看看被继承的情况,我们需要一个CPoint2D的类，它继承自CShape.他必须实现基类(CShape)中的Show()方法。

   其实使用最初的本意是让每一个派生自CShape的类，都要实现Show()方法，但时常我们可能在一个派生类中忘记了实现Show(),为了避免这种情况，pure virtual funcion发挥作用了。

   我们看以下代码：

class CPoint2D:public CShape
{
public:
 CPoint2D()
 {
  printf("CPoint2D ctor is invoked\n");
 };
 void Msg()
 {
  printf("CPoint2D.Msg() is invoked\n");
 };

 
};

 

当我们实例化CPoint2D时，在编译时(at the compiling)也会出现如下的报错:

error C2259: 'CShape' : cannot instantiate abstract class due to following members:

warning C4259: 'void __thiscall CShape::Show(void)' : pure virtual function was not defined

   如上，我们预防了在派生类中忘记实现基类方法。