纯虚函数是c++中用于定义抽象接口的机制,通过virtual 返回类型 函数名() = 0;声明,强制派生类重写该函数。含有纯虚函数的类为抽象类,不能实例化对象。其主要作用是定义统一行为契约、支持运行时多态、构建可扩展类体系。例如Shape类中virtual void area() = 0;要求Circle等子类实现area()函数。抽象类可包含构造函数和成员变量,建议定义虚析构函数以防止资源泄漏。若派生类未实现所有纯虚函数,则仍为抽象类。纯虚函数常用于模拟接口设计,实现模块解耦,提升程序可维护性与扩展性。掌握其用法有助于设计结构清晰的面向对象系统。

纯虚函数是C++中用于定义抽象接口的一种机制,它允许基类声明一个没有具体实现的函数,强制派生类提供该函数的具体定义。含有纯虚函数的类称为抽象类,不能直接实例化对象。
什么是纯虚函数
纯虚函数是在基类中声明的虚函数,使用= 0语法表示其无默认实现。它的作用是为派生类提供统一的接口规范。
基本语法如下:
virtual 返回类型 函数名() = 0;
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例如:
virtual void draw() = 0;
这表示draw()是一个纯虚函数,任何继承该类的子类都必须重写这个函数。
纯虚函数的作用
主要作用在于设计接口和实现多态:
如何使用纯虚函数
使用纯虚函数的关键在于正确设计基类和实现派生类。
示例代码:
class Shape {
public:
virtual void area() = 0;
virtual ~Shape() {}
};
class Circle : public Shape {
double radius;
public:
Circle(double r) : radius(r) {}
void area() override {
std::cout << “Circle area: ” << 3.14 radius radius << std::endl;
}
};
注意点:
- 抽象类可以有构造函数和成员变量
- 即使类中有纯虚函数,也可以提供该函数的实现(较少见)
- 派生类必须实现所有继承的纯虚函数,否则仍是抽象类
- 建议为抽象基类定义虚析构函数,防止资源泄漏
抽象类与接口设计
纯虚函数常用于模拟“接口”概念,类似于java中的Interface。
当一个类只包含纯虚函数和一些辅助工具时,就相当于定义了一个纯粹的接口。
这种设计利于解耦,高层模块依赖抽象而非具体实现。
比如图形渲染系统中,不同图形都继承自同一个Drawable接口,运行时统一处理。
基本上就这些。掌握纯虚函数有助于写出结构清晰、易于扩展的C++程序。关键是理解它在类设计中的角色——不是为了实现功能,而是为了规定功能。不复杂但容易忽略细节。