C++中的纯虚函数

在C++中的一种函数申明被称之为:纯虚函数(pure virtual function).它的申明格式如下:

class CShape
{
public:
    virtual void Show()=0;
};

注意Show函数后面,在普通的虚函数后面加上"=0"这样就声明了一个pure virtual function.

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");
 };
 /*---I'm sorry to forget implement the Show()---
 void Show()
 {
  printf("Show() from CPoint2D\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。也许compiler会说:

哼!如果不在派生类的中实现在Show方法,我编译都不会让你通过。

//--------------------------------------------------------
//now,show the completed code,
//Platform:Winxp+VC6.0
//--------------
#include <iostream>
#include <stdio.h>
using namespace std;
class CShape
{
public:
 virtual void Show()=0;
};
class CPoint2D:public CShape
{
public:
 void Msg()
 {
  printf("CPoint2D.Msg() is invoked\n");
 };
/*---I'm sorry to forget implementation of the Show()--- */
 void Show()
 {
  printf("Show() from CPoint2D\n");
 };
/*------------------------------------------------------*/
};
void main()
{
 CPoint2D p2d;   //如果派生类(CPoint2D)没有实现Show(),则编译不通过
 p2d.Msg();
 //
 CShape *pShape = &p2d;
 pShape->Show();
 //不能实例化基类
 //CShape cs;
}
@ 2007-08-01 08:00

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