C++编程：纯虚函数的概念与应用解析

"纯虚函数-谭浩强 C++ ppt" 纯虚函数是C++中一个重要的面向对象特性，主要用于创建抽象基类。在C++中，如果一个类声明了一个或多个纯虚函数，那么这个类被称为抽象类。抽象类不能被实例化，只能作为其他类的基类使用。纯虚函数的声明方式是在函数原型后面加上`=0`，例如： ```cpp class 基类名 { public: virtual 类型 函数名(参数表)=0; // ... }; ``` 纯虚函数的定义意味着它在基类中没有具体的实现，它的具体实现由派生类根据需要来提供。这种机制允许基类定义一套接口，而具体的实现由派生类来完成，实现了多态性，即相同的操作可以作用于不同的对象，产生不同的效果。 在C++中，多态性是通过虚函数来实现的。虚函数允许我们通过基类指针或引用调用派生类的成员函数，即使在不知道具体对象类型的情况下。当一个函数在基类中声明为虚函数时，每个派生类都可以重写这个函数，从而提供自己的实现。然而，如果基类中声明了一个纯虚函数，那么任何派生类都必须提供该函数的具体实现，否则派生类也会变成抽象类，无法实例化。 例如，我们可以定义一个`Shape`基类，其中包含一个纯虚函数`area()`，用于计算形状的面积。然后，我们可以有`Circle`和`Rectangle`等派生类，它们各自实现`area()`函数，计算圆的面积和矩形的面积： ```cpp class Shape { public: virtual double area() const = 0; // 纯虚函数 }; class Circle : public Shape { private: double radius; public: Circle(double r): radius(r) {} double area() const override { return 3.14159 * radius * radius; } }; class Rectangle : public Shape { private: double width, height; public: Rectangle(double w, double h): width(w), height(h) {} double area() const override { return width * height; } }; ``` 这样，我们就可以通过`Shape`指针或引用来调用`area()`，而实际的计算将取决于对象的实际类型，这体现了多态性。 C++的发展历程也是一个关键的知识点。C++是由Bjarne Stroustrup在C语言的基础上发展起来的，目的是为了支持面向对象编程。C++结合了C语言的高效性和灵活性，以及面向对象的特性，如类、继承、封装和多态，使得它成为了一种功能强大的编程语言。C++的设计目标是提供一种能够编写系统级软件、高效的库，同时也能用于编写应用程序的高级语言。 C语言的主要特点包括结构化编程、丰富的运算符、良好的可移植性以及相对宽松的语法。由于C++是在C语言的基础上发展起来的，因此它保留了C语言的这些优点，同时也引入了面向对象的概念，如类和对象，以及模板、异常处理等现代编程特性。这使得C++在软件开发中有着广泛的应用，尤其是在系统编程、游戏开发、高性能计算等领域。