C++純虛擬函式簡介及區別

導讀	純虛擬函式是在基類中宣告的虛擬函式，它在基類中沒有定義，但要求任何派生類都要定義自己的實現方法。在基類中實現純虛擬函式的方法是在函式原型後加 =0:

首先：強調一個概念

定義一個函式為虛擬函式，不代表函式為不被實現的函式。

定義他為虛擬函式是為了允許用基類的指標來呼叫子類的這個函式。

定義一個函式為純虛擬函式，才代表函式沒有被實現。

定義純虛擬函式是為了實現一個介面，起到一個規範的作用，規範繼承這個類的程式設計師必須實現這個函式。

假設我們有下面的類層次：

例項

class A
{
public:
    virtual void foo()
    {
        cout<<"A::foo() is called"<<1endl; }="" };="" class="" b:public="" a="" {="" public:="" void="" foo()="" cout<1<1"b::foo()="" is="" called"<1foo();   // 在這裡，a雖然是指向A的指標，但是被呼叫的函式(foo)卻是B的!
    return 0;
}

這個例子是虛擬函式的一個典型應用，透過這個例子，也許你就對虛擬函式有了一些概念。它虛就虛在所謂"推遲聯編"或者"動態聯編"上，一個類函式的呼叫並不是在編譯時刻被確定的，而是在執行時刻被確定的。由於編寫程式碼的時候並不能確定被呼叫的是基類的函式還是哪個派生類的函式，所以被成為"虛"函式。
虛擬函式只能藉助於指標或者引用來達到多型的效果。

純虛擬函式是在基類中宣告的虛擬函式，它在基類中沒有定義，但要求任何派生類都要定義自己的實現方法。在基類中實現純虛擬函式的方法是在函式原型後加 =0:
　

virtual void funtion1()=0

1. 為了方便使用多型特性，我們常常需要在基類中定義虛擬函式。

　　

2. 在很多情況下，基類本身生成物件是不合情理的。例如，動物作為一個基類可以派生出老虎、孔雀等子類，但動物本身生成物件明顯不合常理。

為了解決上述問題，引入了純虛擬函式的概念，將函式定義為純虛擬函式（方法：virtual ReturnType Function()= 0;），則編譯器要求在派生類中必須予以重寫以實現多型性。同時含有純虛擬函式的類稱為抽象類，它不能生成物件。這樣就很好地解決了上述兩個問題。

宣告瞭純虛擬函式的類是一個抽象類。所以，使用者不能建立類的例項，只能建立它的派生類的例項。

純虛擬函式最顯著的特徵是：它們必須在繼承類中重新宣告函式（不要後面的＝0，否則該派生類也不能例項化），而且它們在抽象類中往往沒有定義。

定義純虛擬函式的目的在於，使派生類僅僅只是繼承函式的介面。

純虛擬函式的意義，讓所有的類物件（主要是派生類物件）都可以執行純虛擬函式的動作，但類無法為純虛擬函式提供一個合理的預設實現。所以類純虛擬函式的宣告就是在告訴子類的設計者，"你必須提供一個純虛擬函式的實現，但我不知道你會怎樣實現它"。

抽象類是一種特殊的類，它是為了抽象和設計的目的為建立的，它處於繼承層次結構的較上層。

1. 抽象類的定義： 稱帶有純虛擬函式的類為抽象類。
2. 抽象類的作用： 抽象類的主要作用是將有關的操作作為結果介面組織在一個繼承層次結構中，由它來為派生類提供一個公共的根，派生類將具體實現在其基類中作為介面的操作。所以派生類實際上刻畫了一組子類的操作介面的通用語義，這些語義也傳給子類，子類可以具體實現這些語義，也可以再將這些語義傳給自己的子類。
3. 使用抽象類時注意：
   抽象類只能作為基類來使用，其純虛擬函式的實現由派生類給出。如果派生類中沒有重新定義純虛擬函式，而只是繼承基類的純虛擬函式，則這個派生類仍然還是一個抽象類。如果派生類中給出了基類純虛擬函式的實現，則該派生類就不再是抽象類了，它是一個可以建立物件的具體的類。
   抽象類是不能定義物件的。

1. 純虛擬函式宣告如下：  virtual void funtion1()=0; 純虛擬函式一定沒有定義，純虛擬函式用來規範派生類的行為，即介面。包含純虛擬函式的類是抽象類，抽象類不能定義例項，但可以宣告指向實現該抽象類的具體類的指標或引用。
2. 虛擬函式宣告如下： virtual ReturnType FunctionName(Parameter) 虛擬函式必須實現，如果不實現，編譯器將報錯，錯誤提示為：

   error LNK****: unresolved external symbol "public: virtual void __thiscall ClassName::virtualFunctionName(void)"

3. 對於虛擬函式來說，父類和子類都有各自的版本。由多型方式呼叫的時候動態繫結。
4. 實現了純虛擬函式的子類，該純虛擬函式在子類中就程式設計了虛擬函式，子類的子類即孫子類可以覆蓋該虛擬函式，由多型方式呼叫的時候動態繫結。
5. 虛擬函式是C++中用於實現多型(polymorphism)的機制。核心理念就是透過基類訪問派生類定義的函式。
6. 在有動態分配堆上記憶體的時候，解構函式必須是虛擬函式，但沒有必要是純虛的。
7. 友元不是成員函式，只有成員函式才可以是虛擬的，因此友元不能是虛擬函式。但可以透過讓友元函式呼叫虛擬成員函式來解決友元的虛擬問題。
8. 解構函式應當是虛擬函式，將呼叫相應物件型別的解構函式，因此，如果指標指向的是子類物件，將呼叫子類的解構函式，然後自動呼叫基類的解構函式。

有純虛擬函式的類是抽象類，不能生成物件，只能派生。他派生的類的純虛擬函式沒有被改寫，那麼，它的派生類還是個抽象類。

定義純虛擬函式就是為了讓基類不可例項化化，因為例項化這樣的抽象資料結構本身並沒有意義，或者給出實現也沒有意義。

實際上我個人認為純虛擬函式的引入，是出於兩個目的：

1. 為了安全，因為避免任何需要明確但是因為不小心而導致的未知的結果，提醒子類去做應做的實現。
2. 為了效率，不是程式執行的效率，而是為了編碼的效率。

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