C++的纯虚函数使用与接口实现

虚函数主要是为了父类指针访问子类同名成员方法而引入的，即通过重写了父类的方法，从而实现多态。

01 为何引入纯虚函数

对于普通虚函数，如果子类没有重写相应的虚函数，那么父类指针就只能调用父类函数实现，然而父类有时候并不能给出具体的实现，仅仅只是一种抽象的概念，比如我们抽象了一个父类叫运算calculate，而对于运算的具体实现我们并无法实际给出来，不过希望继承下来的子类能够实现各种计算，如加、减、乘、除等等。

很多朋友就想了，没实现就没实现呗，函数体内啥也不做不就行了吗？

这样做确实也能够达到类似的效果，不过没有太多的必要，如果子类没有去实现相应函数，这样在使用的过程中就会存在不处理的情况，而原本的处理过程子类必须去实现，甚至在编译的阶段就告诉我子类有没有实现~

基于这样的需求，就有了一种没有具体实现的虚函数，称为纯虚函数。

02 纯虚函数的使用

纯虚函数的使用还是比较简单的，即在虚函数声明后面加上"=0",作为其标识即可。
那么我们下面以这个demo来体验一下:

#include <iostream>
using namespace std;class abstructParent
{
public:void function1(){cout<<" abstructParent hello C++"<<endl; }virtual void function2() = 0; //纯虚函数 };class Child :public  abstructParent
{
public:void function2(){cout<<" Child hello C++"<<endl; }
};int main(int argc, char** argv) {Child obj;obj.function1();obj.function2();return 0;
}

以上通过子类继承父类来实现，其输出结果为:

从上面的输出结果我们可以了解到几点:

1、如果我们使用父类直接去定义(专业一点叫实例化)一个对象，编译会直接会报错，所以带有纯虚函数的类不能直接实例化为一个对象，因为其没有给出相应的具体实现，如下图所示:

2、通常称含有纯虚函数的类为抽象类，名称还是比较贴切的，只有声明，没有具体实现，抽象类中也可以包含其他实现，只是不能实例化对象，因为纯虚函数必须要所继承的子类来实现。

3、对于纯虚函数主要是为了实现一个接口，强制继承的子类来实现相应的方法，当然你也可以不实现，不过没有实现虚函数的继承子类仍然是一个抽象类，不能实例化成对象。

03 纯虚函数实现接口

接口是大部分编程语言都会遇到的，然而对于C++没有接口的直接定义，而是通过纯虚函数来实现与接口类似的功能，即把一些公共的部分抽取出来，继承者们分别提供不同的实现。

接口部分仅仅只是对相关的方法进行声明不需要有具体的实现，而子类继承以后必须实现相应的方法供对象使用。

下面给大家看一个例子来说明C++进行接口实现:

#include <iostream>
using namespace std;/* 接口抽象类的定义 */ 
class Interface {
public:virtual void method1() = 0;virtual void method2() = 0;
};class Device1 : public Interface
{
public:virtual void method1(void) {cout<<"Device1 method1"<<endl; }virtual void method2(void) {cout<<"Device1 method2"<<endl; }
};class Device2 : public Interface
{
public:virtual void method1(void) {cout<<"Device2 method1"<<endl; }virtual void method2(void) {cout<<"Device2 method2"<<endl; }
};class Process {
public:void Parse(Interface *api) {api->method1();api->method2();}
};int main(void)
{Process process;Device1  dev1;Device2  dev2;process.Parse(&dev1);process.Parse(&dev2);return 0;
}

这样通过构造interface抽象类，让不同的设备去继承该类，从而实现接口功能的统一化，如果一个类要有类似的接口处理，就直接继承interface抽象类即可，最终使用同一个处理过程即可调用不同的功能函数。