虛函數與純虛函數詳解及應用場景分析

虛擬函數與純虛擬函數的概念

// 基類 Shape
class Shape {
public:
virtual void render() { // 定義虛擬函數
// 具體實現需由派生類提供
}
};

// 派生類 Circle
class Circle : public Shape {
public:
// 實現細節
}
};

純虛擬函數是一種特殊的虛擬函數，它在基類中聲明但沒有定義任何實現。它的主要目的是迫使派生類必須提供相應的具體實現，以滿足接口規范的要求。我們通過在函數簽名后添加`= 0`來聲明一個純虛擬函數，例如：

// 基類 Animal
class Animal {
public:
virtual void consume() = 0; // 定義純虛擬函數
};

// 派生類 Dog
class Dog : public Animal {
public:
// 實現細節
}
};

虛擬函數與純虛擬函數的應用

純虛擬函數則更多地用于定義接口規范，它通常出現在抽象基類中，這樣的基類不能直接實例化，而是需要由子類來完成具體的實現。如果一個類包含了至少一個純虛擬函數，則該類被視為抽象類，必須通過派生出非抽象的子類才能使用。

虛擬函數與純虛擬函數的區別

• 虛擬函數可以有或沒有實際的函數體定義，而純虛擬函數僅聲明而不實現。
• 一個類中既可以包含普通虛擬函數也可以包括純虛擬函數。但是，如果某個類含有至少一個純虛擬函數，則該類被認為是抽象類，不能直接實例化；相反，普通虛擬函數允許直接創建對象。

當一個類包含了至少一個純虛擬函數，則該類就變成了一個抽象基類。由于抽象類中存在未實現的方法（即沒有定義的純虛函數），因此我們無法直接創建其對象，而只能通過派生出具體的子類來使用它。

相比之下，普通虛擬函數可以被實例化，允許在派生類中提供具體的功能實現實現。當使用這些虛擬函數時，通常首先定義一個基類和若干個繼承自該基類的派生類，然后通過基類指針或引用訪問實際對象的方法。由于動態綁定機制的存在，即使通過基類指針或引用來調用方法，也能準確地執行到相應的派生類實現。

示例代碼

在這個例子中，我們定義了一個基類Shape以及兩個派生類Circle和Rectangle。其中，Shape是一個抽象類，它包含一個純虛擬函數render；而Rectangle是一個可以實例化的類，它含有一個普通虛擬函數render。

// 基類 Shape（抽象）
class Shape {
public:
virtual void render() = 0; // 定義純虛函數
};

// 派生類 Circle
class Circle : public Shape {
public:
void render() override { /* 實現細節 */ }
};

// 可實例化的派生類 Rectangle
class Rectangle {
public:
virtual void render() { /* 具體實現 */ }
};

int main() {
// 創建Rectangle對象并調用其方法
Rectangle r;
r.render();

// 創建Circle對象并通過基類指針訪問其render函數
Circle c;
Shape* p = &c;
p->render();

return 0;
}

在上述代碼中，我們首先定義了一個抽象的基類Shape和兩個派生類Circle與Rectangle。然后，在主函數中創建了Rectangle對象并調用了其方法；接下來，通過創建一個Circle對象并通過基類指針訪問它的render方法。

總結

(責任編輯：佚名)