C++编程：纯虚函数的概念与应用

"谭浩强的C++教材PPT讲解了纯虚函数的概念，它是基类中没有具体实现的虚函数，仅在派生类中具有实际意义，作为接口供不同派生类重写。纯虚函数的声明形式为在函数定义后加上`=0`，表明该函数是一个纯虚函数，基类因此变成抽象类，不能被实例化。" 在C++编程语言中，纯虚函数是面向对象特性的重要组成部分，它允许我们创建基类，这些基类定义了一个接口，但不提供具体的实现。这样做是为了让派生类能够根据自身需求提供定制的实现，实现多态性。 纯虚函数的定义通常如下： ```cpp class 基类名 { public: virtual 返回类型 函数名(参数列表) = 0; // ... }; ``` 这里的`=0`表示函数没有实现，它告诉编译器该基类是一个抽象类，不能直接创建实例。只有当一个类含有至少一个纯虚函数时，该类才被认为是抽象类。抽象类的作用是作为其他类的基类，为它们提供公共接口。 C++中的虚函数机制允许动态绑定（或称为晚期绑定），这意味着你可以通过基类指针或引用调用派生类的方法，即使在编译时期不知道具体是哪个派生类的对象。纯虚函数就是这个机制的一部分，它提供了一种方式来强制派生类实现特定的行为。 例如，考虑一个`Shape`基类，它有一个纯虚函数`area()`： ```cpp class Shape { public: virtual double area() = 0; // 纯虚函数 }; class Circle : public Shape { public: double area() override { // 派生类实现纯虚函数 return 3.14 * radius * radius; } private: double radius; }; class Rectangle : public Shape { public: double area() override { // 派生类实现纯虚函数 return width * height; } private: double width, height; }; ``` 在这个例子中，`Shape`类定义了一个纯虚函数`area()`，`Circle`和`Rectangle`派生类各自提供了自己的`area()`实现。这样，我们可以使用`Shape`指针处理各种形状的面积，无需关心对象的实际类型： ```cpp Shape* shapes[] = { new Circle(5), new Rectangle(4, 3) }; for (Shape* shape : shapes) { std::cout << "Area: " << shape->area() << std::endl; } ``` 这段代码展示了如何利用多态性通过基类指针调用派生类的`area()`方法，无需显式转换类型。 纯虚函数在C++中起到了定义接口的作用，它使得代码更具有扩展性和灵活性，是实现面向对象设计的关键工具之一。同时，它也是C++支持抽象类和多态性的体现，对于理解和编写复杂的软件系统至关重要。