C++程序设计教程：抽象类与接口设计

"钱能C++程序设计教程（第二版）课件\\C++程序设计教程13.ppt" 本文将详细讲解《C++程序设计教程》第十三章的关键概念，包括抽象基类、抽象类与具体类的区别、深度隔离的界面、抽象类作为接口、演绎概念设计、系统扩展以及手柄的使用。这一章节主要围绕C++中的继承和多态性展开，深入探讨如何通过抽象来构建灵活且可扩展的软件架构。 1. 抽象基类(Abstract Base-Class) 抽象基类是具有一个或多个纯虚函数的类。在C++中，如果一个类包含至少一个纯虚函数（`virtual void func() = 0;`），那么这个类就成为抽象类，不能被实例化。抽象类的主要目的是为子类提供一个共同的接口，表达一种通用的概念，而不是代表一个具体的实体。例如，`Account`类可以作为各种不同类型的账户（如储蓄账户、支票账户）的抽象基类，它提供了一组通用操作，但不实现这些操作的具体细节。 2. 抽象类与具体类(Abstract & Concrete Classes) 具体类是不包含纯虚函数的类，可以被实例化。与抽象类相反，具体类实现了所有成员函数，包括可能从基类继承的虚函数。它们是实际的对象，可以参与运行时的多态调用。例如，`B`和`C`都是从抽象基类`A`派生的具体类，它们各自实现了`fn()`函数，可以被实例化并使用。 3. 深度隔离的界面(Interface Which Deeply Parted) 深度隔离的界面指的是接口的设计应尽可能独立于其实现，使得不同的模块或组件可以通过接口进行交互，而无需关心其背后的实现细节。这有助于提高代码的可维护性和可扩展性。在C++中，接口通常通过纯虚函数来实现，每个实现该接口的类都需要提供相应的函数实现。 4. 抽象类作界面(Abstract Class As Interface) 抽象类可以作为一个接口，定义一套公共的方法，子类通过继承抽象类并实现这些方法来提供特定的功能。这种做法使得设计更具有模块化和灵活性，同时也便于添加新的功能或修改现有功能。 5. 演绎概念设计(Deducting Concept Design) 演绎概念设计是指从一般到特殊，通过抽象和继承来设计软件结构。首先定义一个抽象基类，然后根据需要派生出具体类，每个具体类实现抽象基类中的虚函数，以满足特定的需求。这种方式允许系统随着需求的变化而扩展，而不必对原有代码进行大规模的改动。 6. 系统扩展(System Extension) 在C++中，通过抽象基类和虚函数，可以轻松地扩展系统。当需要添加新功能时，可以创建新的具体类，继承现有的抽象基类，并提供新的功能实现。这样的设计使得系统能够平滑地接纳新的组件，同时保持原有代码的稳定性和兼容性。 7. 手柄(Handle) 手柄是一种间接访问对象的方式，通常是一个简单的指针或引用类型，用于封装复杂对象的引用。手柄可以用来隐藏对象的实现细节，提供更安全、更可控的访问方式。在多态环境中，手柄常用来持有指向抽象基类指针，通过多态调用实现动态绑定。 本章内容强调了C++中抽象和多态的重要作用，以及如何利用这些特性来构建高效、灵活的软件系统。通过学习和应用这些概念，开发者可以更好地设计和实现面向对象的C++程序。