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什么是纯虚函数?什么是抽象类?纯虚函数和抽象类在面向对象编程中的意义是什么?

1) 什么是纯虚函数?什么是抽象类?

一、纯虚函数

1. 定义

纯虚函数是在基类中声明的虚函数,在基类中没有具体的实现,其形式为virtual 返回类型 函数名(参数列表)=0;

2. 特点

  • 纯虚函数只有声明,没有函数体。
  • 含有纯虚函数的类被称为抽象类,不能被实例化。

3. 作用

为派生类提供一个必须实现的接口规范,实现多态性。不同的派生类可以根据自身需求实现纯虚函数,从而在使用基类指针或引用调用函数时,能正确地调用到派生类中具体的实现。

  • 抽象类

1. 定义

抽象类是至少包含一个纯虚函数的类。

  1. 特点

抽象类特点:

  • 无法实例化对象(抽象类不能创建对象)
  • 子类必须重写抽象类中的纯虚函数,否则也属于抽象类
  • 纯虚函数在虚表中存放的是 0

虚函数在虚表中存放的是函数地址

3. 作用

代码复用:抽象类中的普通成员函数和数据成员可以被派生类继承和复用。

提供统一接口:为一组相关的类提供统一的接口,使得对这些类的操作更加方便和一致。

设计灵活性:通过抽象类,可以在不影响现有代码的情况下,添加新的派生类来扩展系统的功能。体现了面向对象编程中的开闭原则。

2)纯虚函数和抽象类在面向对象编程中的意义是什么? 

在面向对象编程中,纯虚函数和抽象类具有重要意义:

一、纯虚函数意义

提供接口规范:纯虚函数为派生类定义了一个必须实现的接口。它明确了派生类应该具有哪些行为,但不提供具体的实现方式。这使得不同的派生类可以根据自身的特点和需求来实现这些行为,从而实现多态性。

强制派生类实现:当一个类包含纯虚函数时,这个类就成为抽象类,不能被实例化。这就强制派生类必须实现纯虚函数,否则派生类也将成为抽象类,不能被实例化。这样可以确保在使用基类指针或引用调用函数时,能够正确地调用到派生类中具体的实现。

二、抽象类意义

代码复用和扩展性:抽象类可以提供一些通用的功能和属性,这些功能和属性可以被派生类继承和复用。同时,抽象类通过纯虚函数为派生类提供了扩展的接口,使得派生类可以根据具体需求实现不同的行为。

设计的灵活性:抽象类可以作为一个设计的中间层,将具体的实现细节隐藏在派生类中。这样可以提高代码的灵活性和可维护性,使得设计更加易于扩展和修改。

统一的接口:抽象类为一组相关的类提供了一个统一的接口。通过这个接口,可以对这些类进行统一的操作,而不需要关心具体的实现细节。这有助于提高代码的可读性和可维护性。

面向对象设计原则的体现:抽象类的使用体现了面向对象编程中的一些重要原则,如开闭原则(对扩展开放,对修改关闭)和里氏替换原则(子类可以替换父类)。通过抽象类,可以在不修改现有代码的情况下,通过添加新的派生类来扩展系统的功能。


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