纯虚函数通过=0声明,要求派生类重写,使基类成为抽象类,不可实例化。如Shape类中virtual void draw()=0;强制Circle和Rectangle实现draw(),实现多态调用,确保接口统一,提升代码扩展性。

在C++中,纯虚函数是一种特殊的虚函数,它在基类中声明但不提供实现,要求派生类必须重写该函数。含有纯虚函数的类被称为抽象类,不能直接实例化对象。
纯虚函数的定义方式
纯虚函数在语法上通过在函数声明后加上 = 0 来标识。基本格式如下:
virtual 返回类型 函数名(参数列表) = 0;
例如:
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class Shape {
public:
virtual void draw() = 0; // 纯虚函数
virtual ~Shape() = default;
};
这个 draw() 函数就是一个纯虚函数,它只规定了接口,没有具体实现。
纯虚函数的作用
纯虚函数主要用于以下目的:
- 定义接口规范:强制所有派生类实现某个特定功能,确保一致性。比如所有图形都必须能“绘制”。
- 实现多态:通过基类指针或引用调用派生类的重写函数,达到运行时动态绑定的效果。
- 构建抽象类:将类设计为不能被直接创建的模板类,仅用于继承和扩展。
例如,有两个派生类:
class Circle : public Shape {
public:
void draw() override {
cout << "Drawing a circle." << endl;
}
};
class Rectangle : public Shape {
public:
void draw() override {
cout << "Drawing a rectangle." << endl;
}
};
这样就可以通过基类指针统一调用:
Shape* s1 = new Circle(); Shape* s2 = new Rectangle(); s1->draw(); // 输出: Drawing a circle. s2->draw(); // 输出: Drawing a rectangle.
注意事项
使用纯虚函数时需要注意几点:
- 抽象类不能创建对象,如 Shape s; 会编译报错。
- 如果派生类没有实现全部纯虚函数,那么该派生类也是抽象类,无法实例化。
- 纯虚函数可以有实现,但这很少见。即使有实现,也必须在派生类中重写才能被多态调用。
基本上就这些。纯虚函数是C++面向对象设计中实现接口与多态的重要工具,合理使用能让代码结构更清晰、扩展性更强。











