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  • C++虚函数和纯虚函数的区别 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),多态性是将接口与实现进行分离;用形象的语言...
    C++虚函数和纯虚函数的区别

    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),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)"

    为什么要用纯虚函数?

    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。为了解决这个问题,方便使用类的多态性,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。

     

    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。

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  • 包含纯虚函数的类是抽象类,无法生成实例对象,只有实现了纯虚函数的子类才可以生成实例对象. 纯虚函数如果在子类中被实现,那么在子类中就是虚函数而不再是纯虚函数. 引入纯虚函数是因为(一个例子): 假设有动物类,子类...

    定义一个函数为虚函数,是为了允许基类指针通过动态绑定调用子类函数.
    虚函数的函数体已经被实现.
    
    定义一个函数为纯虚函数,那么这个函数体没有被循实现,
    因为函数没有被实现,所以子类必须再实现该函数之后才能使用.
    包含纯虚函数的类是抽象类,无法生成实例对象,只有实现了纯虚函数的子类才可以生成实例对象.
    纯虚函数如果在子类中被实现,那么在子类中就是虚函数而不再是纯虚函数.
    引入纯虚函数是因为(一个例子):
    假设有动物类,子类有猫和狗,他们都有一个函数"叫()",猫可以叫和狗的叫不同,因此"叫()"的实现不同,
    但是动物类如果也能叫,就显得非常奇怪,纯虚函数就是为了避免这种情况.
    
    总结:
    1.含有纯虚函数的类是抽象类,不含纯虚函数但还有虚函数的类不是抽象类.
    2.虚函数可以直接使用,纯虚函数必须在子类中实现之后才能被使用,虚函数必须实现,否则会报错.
    3.虚函数定义为virtual {...},纯虚函数的定义为virtual {}=0.
    4.待补充
    
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  • C++虚函数和纯虚函数的区别

    千次阅读 2017-08-01 16:15:31
    C++ 虚函数 纯虚函数

    C++里,有虚函数也有纯虚函数,这两个概念名字很像,但是作用却不同,下面讲一下这两个概念的区别。

    虚函数

    虚函数主要是用在多态方面。虚函数是在基类中声明函数为virtual,并在子类中重写的函数,虚函数可以通过基类类型的指针调用子类里被重写的虚函数,可以实现多态。
    我们先来看一看不用虚函数的情况:

    子类函数屏蔽基类函数

    #include <iostream>
    
    using namespace std;
    
    
    class Base 
    {
      public:
        void hello()
        {
            cout << "hello world Base" << endl;
    
        }
    };
    
    
    class Derived : public Base 
    {
      public:
       void hello()
       {
            cout << "hello world Derived" <<endl;
       }
    };
    
    
    int main()
    
    {
        Base b;
        Derived d;
    
        b.hello(); 
        d.hello();
       /*******
       运行结果
        hello world Base
        hello world Derived
        ********/
    
    
    
        Base *b1;
        Base *b2;
        b1 = &b;
        b2 = &d; 
    
        b1->hello();
        b2->hello();
         /*******
        运行结果
        hello world Base
        hello world Base
        ********/
    
    }

    使用虚函数实现多态

    可以看到,虽然把子类类型的值赋给了基类类型指针b2,但是b2->hello()这代码的结果仍然是调用了基类的hello()方法,这是因为,基类指针只能访问对象的基类部分,所以无法调用子类里的hello方法。

    这样的话,我们要实现多态,就需要使用虚函数了,将上面的代码稍微改动一下。只需要在基类的hello()方法里前添加关键字virtual就行了。

    #include <iostream>
    
    using namespace std;
    
    
    class Base 
    {
      public:
        void hello()
        {
            cout << "hello world Base" << endl;
    
        }
    };
    
    
    class Derived : public Base 
    {
      public:
       virtual void hello()
       {
            cout << "hello world Derived" <<endl;
       }
    };
    
    
    int main()
    
    {
        Base b;
        Derived d;
    
        b.hello(); 
        d.hello();
       /*******
       运行结果
        hello world Base
        hello world Derived
        ********/
    
    
    
        Base *b1;
        Base *b2;
        b1 = &b;
        b2 = &d; 
    
        b1->hello();
        b2->hello();
         /*******
        运行结果
        hello world Base
        hello world Derived
        ********/
    
    }

    可以看到,通过虚函数,我们实现了多态。那么虚函数的大致工作原理是什么呢?

    虚函数工作原理

    先说明下,创建派生类的时候,先调用基类的构造函数,再调用子类的构造函数,一个派生类在内存中大概是这样的:

    一一一一一一一
    Base
    一一一一一一一

    Derived
    一一一一一一一

    Base部分和Derived部分是连接在一起的。两个一起组成了子类对象。
    每一个类都有一个虚函数表(v-table),每个对象都有一个虚函数指针(vptr),指向虚函数表。当子类对象被创建后,虚函数指针就会指向子类中覆盖的虚函数。当使用基类指针时,虚函数指针将根据基类指针指向的对象的实际类型,来指向正确的函数。

    当然,这个只是大概的步骤,虚函数在每本C++书里都会有介绍,如果想要更详细,深入的了解虚函数,可以去看看一些C++的经典著作。

    纯虚函数

    定义

    纯虚函数是一种特殊的虚函数,它在基类中声明,却只能在派生类中给实现。在基类中声明纯虚函数的语法为:
     virtual void hello() = 0;

    引入原因

    因为C++没有接口这个关键字,我们想要规定一个类的行为的时候,就需要使用纯虚函数来解决问题,因为虚函数没有要求子类强制重写基类的方法,所以说无法靠虚函数规定子类的行为。而纯虚函数可以要求子类强制重写基类的纯虚方法。含有一个或者多个纯虚函数的类称为抽象类,抽象类无法被实例化。

    代码

    class IBreath
    {
        public: 
        virtual void breath() = 0;
    };
    
    class Person : public IBreath
    {
        public:
         void breath()
         {
             cout << "breathing...... " << endl;
         }
    };
    
    int main()
    
    {
    
       Person p;
       p.breath();
       // 运行结果:breathing......
    }

    假如我们有一个Person类,这个类的所有对象要有一个呼吸的动作,我们声明了一个抽象类IBreath,里面有一个纯虚函数breath(),之后通过Person继承了这个抽象类,强制实现了breath()函数。

    总结

    可以看出,虚函数可以让子类继承并重写方法,但是没有强制的要求,而纯虚函数强制子类重写该函数,所以,纯虚函数总被当成接口来使用,而虚函数可以在实现多态的时候使用。

    展开全文
  • 虚函数和纯虚函数的区别 首先:强调一个概念 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。 ...

    虚函数和纯虚函数的区别

    首先:强调一个概念
    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


    假设我们有下面的类层次:
    class A  
    {  
    public:  
        virtual void foo()  //定义父类的成员函数为虚函数
        {  
            cout<<"A::foo() is called"<<endl;  
        }  
    };  
    class B:public A  
    {  
    public:  
        void foo()  //子类中可以不写 virtual关键字, 重定义父类的成员函数
        {  
            cout<<"B::foo() is called"<<endl;  
        }  
    };  
    int main(void)  
    {   
        A *a = new B;   //A *a = new B();  两者均可  new结果是返回B类型的指针 即 父类的指针指向子类的 形成多态
        a->foo();   // 在这里,a虽然是指向A的指针,但是被调用的函数(foo)却是B的!  
        return 0;  
    }  



      这个例子是虚函数的一个典型应用,通过这个例子,也许你就对虚函数有了一些概念。它虚就虚在所谓“推迟联编”或者“动态联编”上,一个类函数的调用并不是在编译时刻被确定的,而是在运行时刻被确定的。由于编写代码的时候并不能确定被调用的是基类的函数还是哪个派生类的函数,所以被成为“虚”函数。
        虚函数只能借助于指针或者引用来达到多态的效果。

    C++纯虚函数

    一、定义
     纯虚函数是在基类中声明的虚函数,它在基类中没有定义,但要求任何派生类都要定义自己的实现方法。在基类中实现纯虚函数的方法是在函数原型后加“=0”
     virtual void funtion1()=0

    二、引入原因
      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。
    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”。


    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。


    总结:

    1、纯虚函数声明如下: virtual void funtion1()=0; 纯虚函数一定没有定义,纯虚函数用来规范派生类的行为,即接口。包含纯虚函数的类是抽象类,抽象类不能定义实例,但可以声明指向实现该抽象类的具体类的指针或引用。
    2、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)"
    3、对于虚函数来说,父类和子类都有各自的版本。由多态方式调用的时候动态绑定。
    4、实现了纯虚函数的子类,该纯虚函数在子类中就编程了虚函数,子类的子类即孙子类可以覆盖该虚函数,由多态方式调用的时候动态绑定。
    5、虚函数是C++中用于实现多态(polymorphism)的机制。核心理念就是通过基类访问派生类定义的函数。
    6、在有动态分配堆上内存的时候,析构函数必须是虚函数,但没有必要是纯虚的
    7、友元不是成员函数,只有成员函数才可以是虚拟的,因此友元不能是虚拟函数。但可以通过让友元函数调用虚拟成员函数来解决友元的虚拟问题。
    8、析构函数应当是虚函数,将调用相应对象类型的析构函数,因此,如果指针指向的是子类对象,将调用子类的析构函数,然后自动调用基类的析构函数。


    有纯虚函数的类是抽象类,不能生成对象,只能派生。由它派生的类的纯虚函数没有被改写,那么,它的派生类还是个抽象类。
    定义纯虚函数就是为了让基类不可实例化化
    因为实例化这样的抽象数据结构本身并没有意义。
    或者给出实现也没有意义
    实际上我个人认为纯虚函数的引入,是出于两个目的
    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。

    展开全文
  • 定义一个函数为虚函数,不代表函数为不被实现函数。 定义他为虚函数是为了允许用基类指针来调用子类这个函数。 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...
  • 定义一个函数为虚函数,不代表函数为不被实现函数。 定义他为虚函数是为了允许用基类指针来调用子类这个函数。 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...
  • 1.虚函数和纯虚函数可以定义在同一个类(class)中,含有纯虚函数的类被称为抽象类(abstractclass),而只含有虚函数的类(class)不能被称为抽象类(abstractclass)。   2.虚函数可以被直接使用,也可以被子类...

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