C++抽象类：接口与实现详解

C++中的接口，也称为抽象类，是一种设计模式，它用于描述类的行为和功能，而不涉及具体的实现细节。这种概念与数据抽象相区别，数据抽象强调的是将数据和操作这些数据的方法分离，使代码更加模块化和可维护。在C++中，接口是通过定义至少有一个纯虚函数的抽象类来实现的。 纯虚函数是一个没有具体实现的函数，在声明时通过在其后加上 "=0" 来标记，例如在Box类中的getVolume()函数： ```cpp class Box { public: // 纯虚函数 virtual double getVolume() = 0; // 其他成员变量和方法... }; ``` 抽象类的主要目的是作为基类供其他类继承，形成抽象基类（Abstract Base Class，ABC）。然而，抽象类本身不能被实例化，因为它缺少必要的实现。试图创建一个抽象类的对象会触发编译错误，以确保只有具备完整功能的子类才能被正常使用。 派生类需要实现抽象类中的所有纯虚函数，以使它们成为具体类。如果一个派生类没有重写所有的纯虚函数，那么即使它被声明，也不能直接实例化，因为这违反了接口设计的原则。例如，Rectangle和Triangle类继承自Shape，并提供了各自的getArea()实现： ```cpp class Rectangle : public Shape { public: int getArea() override { return (width * height); } }; class Triangle : public Shape { public: int getArea() override { return (width * height) / 2; } }; ``` 在main函数中，Rectangle和Triangle类可以被实例化并调用getArea()方法，因为它们已经完成了抽象类的接口： ```cpp int main() { Rectangle Rect; Triangle Tri; Rect.setWidth(5); Rect.setHeight(7); // 输出矩形的面积 cout << "Rectangle area: " << Rect.getArea() << endl; // 输出三角形的面积 cout << "Triangle area: " << Tri.getArea() << endl; } ``` 总结来说，C++中的接口（抽象类）是一种强大的设计工具，它通过纯虚函数定义行为规范，促进代码复用和封装，确保子类遵循一定的接口标准。理解并熟练运用抽象类，有助于构建健壮且易于扩展的软件系统。