C++抽象基类定义与使用
在 C++ 中，抽象基类（Abstract Base Class, ABC） 是一种特殊的类，用于定义接口规范和束缚派生类的行为。它通过纯虚函数（Pure Virtual Function）强制要求派生类实现特定功能，自身不能被实例化。以下是抽象基类的核心概念和使用方法：1. 定义抽象基类
抽象基类必须包含至少一个 纯虚函数，语法为在虚函数声明后添加 = 0：
class Shape {
public:
// 纯虚函数：没有实现，必须由派生类覆盖
virtual double area() const = 0;
virtual double perimeter() const = 0;
// 普通虚函数（可选，可提供默认实现）
virtual void printInfo() const {
std::cout << "This is a shape." << std::endl;
}
// 虚析构函数（必须！确保正确释放资源）
virtual ~Shape() = default;
};
2. 抽象基类的特性
[*]不可实例化：抽象基类不能直接创建对象。Shape s;// 错误：无法实例化抽象类
[*]强制派生类实现接口：派生类必须覆盖全部纯虚函数，否则仍是抽象类。
[*]支持多态：通过基类指针或引用操作派生类对象。
3. 派生类实现示例
class Circle : public Shape {
private:
double radius;
public:
Circle(double r) : radius(r) {}
// 必须实现基类的纯虚函数
double area() const override {
return 3.14159 * radius * radius;
}
double perimeter() const override {
return 2 * 3.14159 * radius;
}
// 可覆盖基类的普通虚函数（可选）
void printInfo() const override {
std::cout << "This is a circle." << std::endl;
}
};
4. 使用抽象基类实现多态
int main() {
Shape* shape = new Circle(5.0);
// 调用派生类实现的函数
std::cout << "Area: " << shape->area() << std::endl; // 输出圆的面积
std::cout << "Perimeter: " << shape->perimeter() << std::endl;
shape->printInfo();// 调用派生类的 printInfo()
delete shape;
return 0;
}
5. 关键注意事项
[*]虚析构函数：基类的析构函数必须声明为虚函数，确保正确释放派生类资源。
[*]接口规范：抽象基类用于定义通用接口，强制派生类遵守统一行为。
[*]纯虚函数的默认实现（C++11 起）：virtual void someFunction() const = 0 { /* 默认实现 */ }
派生类可通过 BaseClass::someFunction() 调用默认实现。
6. 抽象基类 vs 接口
[*]抽象基类：可以包含数据成员、平凡成员函数和纯虚函数。
[*]接口（类似 Java）：仅包含纯虚函数（无数据成员和平凡函数），但 C++ 中通过纯抽象类模拟：class ISerializable {
public:
virtual void serialize() const = 0;
virtual void deserialize() = 0;
virtual ~ISerializable() = default;
};
总结
抽象基类是 C++ 实现多态和接口规范的核心工具，通过纯虚函数强制派生类实现特定功能，确保代码的同等性和可扩展性。它在计划模式（如工厂模式、策略模式）和大型项目架构中广泛应用。
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