深入了解C++抽象类

一、什么是抽象类

在C++中，抽象类是指含有至少一个纯虚函数的类。纯虚函数是指在函数声明中使用“=0”来指定函数为纯虚函数，它没有函数体。定义了纯虚函数的类被称为抽象类，不能被实例化，而只能被继承。继承抽象类的子类，必须要实现父类中的所有纯虚函数，否则子类也是抽象类，不能被实例化。

二、抽象类的作用

抽象类的作用在于它是一种抽象的概念，用于描述多个类所共有的行为和属性，它可以为各种派生类提供一个公共的基类，可以避免代码的重复性。由于抽象类是不能被实例化的，所以它的主要作用是用来作为各种具体类的基类，在继承关系中起到抽象类和具体类之间的桥梁作用。

三、抽象类的定义

class Shape { 
    public: 
        virtual float area() = 0; // 纯虚函数 
        virtual float perimeter() = 0; // 纯虚函数 
};

在上面的代码中，我们定义了一个Shape类，该类含有两个纯虚函数area()和perimeter()，并且这两个函数都没有函数体。如果要实现Shape类，我们需要通过继承的方式，重写这两个函数。

四、抽象类的特点

抽象类的特点主要有以下几点：

1. 抽象类不能实例化

2. 抽象类中可以有非纯虚函数和成员变量

3. 抽象类的派生类必须要实现所有纯虚函数

4. 抽象类可以有构造和析构函数

五、抽象类的示例代码

#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: " << shape1->area() << " perimeter: " << shape1->perimeter() << endl;
    cout << "Circle area: " << shape2->area() << " perimeter: " << shape2->perimeter() << endl;
    return 0;
}

上面的代码定义了一个Shape抽象类，其中定义了两个纯虚函数area()和perimeter()。接着我们定义了两个具体类：Rectangle和Circle，它们都继承Shape类，重写了area()和perimeter()函数。在main函数中，我们通过Shape指针来指向不同的对象，通过调用指针所指向对象的具体函数，来打印出矩形和圆的面积和周长。

六、抽象类和接口类的区别

在C++中，接口类和抽象类都是使用纯虚函数的方式来实现的，它们的设计思想和作用都有些相似。

接口类：定义了一组接口（虚函数），不提供具体实现，由具体类来实现。一个类可以继承多个接口，从而具有多个接口的能力。

抽象类：定义了一组接口（虚函数），同时也可以包含变量、函数等的实现代码，只是其中某些接口没有实现，由其具体子类来实现。

总的来说，接口类更加强调对行为的抽象，抽象类更侧重于对类的抽象。