纯虚函数与虚函数

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。

 

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)(允许用基类的指针调用子类的函数),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)"

虚函数只能借助于指针或者引用来达到多态的效果。

 

为什么要用纯虚函数?

  1、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。
  2、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。

  1 纯虚函数没有函数体;

  2 最后面的“=0”并不表示函数返回值为0,它只起形式上的作用,告诉编译系统“这是纯虚函数”;

  3 这是一个声明语句,最后应有分号。

纯虚函数只有函数的名字而不具备函数的功能,不能被调用。它只是通知编译系统:“在这里声明一个虚函数,留待派生类中定义”。在派生类中对此函数提供定义后,它才能具备函数的功能,可被调用。
纯虚函数的作用是在基类中为其派生类保留一个函数的名字,以便派生类根据需要对它进行定义。
如果在基类中没有保留函数名字,则无法实现多态性。如果在一个类中声明了纯虚函数,而在其派生类中没有对该函数定义,则该虚函数在派生类中仍然为纯虚函数。

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”。

有人认为:

  1、为了安全,因为避免任何需要明确但是因为不小心而导致的未知的结果,提醒子类去做应做的实现。
  2、为了效率,不是程序执行的效率,而是为了编码的效率。

 

抽象类的介绍

抽象类是一种特殊的类,它是为了抽象和设计的目的为建立的,它处于继承层次结构的较上层。
(1)抽象类的定义:  称带有纯虚函数的类为抽象类。
(2)抽象类的作用: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。
(3)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。

抽象类不能直接使用,其派生类需在重写其纯虚函数后才能使用。

基类的纯虚函数可以实现定义。但编译时无效,即仅提供派生类如何重写的参考示例。

 

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。

 

来自:http://blog.csdn.net/hackbuteer1/article/details/7558868

http://www.cnblogs.com/fzhe/archive/2013/01/02/2842513.html

http://www.cppblog.com/ElliottZC/archive/2007/07/20/28417.html

http://c.biancheng.net/cpp/biancheng/view/248.html

https://segmentfault.com/a/1190000004476490

posted on 2016-08-06 15:52  羽溪夜  阅读(151)  评论(0)    收藏  举报

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