C++抽象类

1.抽象类概念

C++是一门面向对象的编程语言，而所有的对象都是通过类来描述的，如果一个类没有足够的信息来描述一个具体的对象，这样的类就是抽象类。换句话说，类是具有相同或相似结构、操作和约束规格的对象组成的结合。而对象是某一类的具体实例化。每一个类都是具有某些共同特征的对象的抽象。
例如，我们可以将所有的图形归为图形类，图形类即为一个抽象类(父类)，但是对于具体的图形是三角形、四边形或者其他图形，无法准确描述。但是三角形、四边形等又都是继承于图形类的子类。具体是哪一类四边形又可分为正方形、平行四边形等。
实际开发中，并不需要将父类初始化为对象，需要的是子类对象，图形类(父类)不能抽象出任何一种图形，但子类却可以。
简单说，父类只是给出了一个模糊的概念，定义了方法的名称，以纯虚函数方式展示，却并没有给出方法的实现过程，而具体的实现过程，在继承于父类的子类中又大不相同。

1.1、抽象类如何使用

在使用抽象类之前，需要了解为什么要用它。如果是自己独自开发代码，得明白什么情况下、什么地方需要加抽象类；如果是在其他人开发的基础上进行二次开发，那也得知道别人为什么需要在此处加抽象类，不加行不行。
例如在工业控制中，有A、B两种运动控制轴卡可以选择，两种轴卡可以实现相同的功能，如果机台装的是A轴卡，那就启动A轴卡，如果装的是B轴卡，那就启用B轴卡。但是我的程序只有一套，即需要兼容效果，如果后面还需要采购C、D轴卡呢？这个时候就可以引用抽象类的概念，抽象类中定义基础运动控制方式名称，但是不实现，实现方式在不同轴卡中。在启用前，只需要判断是哪种轴卡，后续的代码实现运动控制过程调用的方法名称一样。避免了代码中大量修改。

1.2、抽象类规定

（1）抽象类只能用作其他类的基类，不能建立抽象类对象。
（2）抽象类不能用作参数类型、函数返回类型或显式转换的类型。
（3）可以定义指向抽象类的指针和引用，此指针可以指向它的派生类，进而实现多态性。这一条很有用，用抽象类方法名称去兼容子类。

2.抽象类代码示例

搞清除抽象类概念后，以下通过一个简单例子加深对抽象类的理解，例子代码来源：C++的抽象类详解

2.1、抽象类

定义抽象类IShape，抽象类IShape作为基类：只有头文件，没有实现文件

#ifndef SHAPE_H
#define SHAPE_H#include <string>using  std::string;//interfaceclass IShape
{public:virtual float getArea() = 0; //纯虚函数，获得面积virtual string getName() = 0; //纯虚函数，返回图形的名称
};#endif

2.2、子类1

基于此抽象类的一个子类Circle
头文件：

#ifndef CIRCLE_H
#define CIRCLE_H#include"IShape.h"class CCircle : public IShape //公有继承自IShape类{public:CCircle(float radius); //构造函数public:virtual float getArea(); //实现声明实现两个基类的函数，声明的时候需要加virtual关键字，实现的时候就不需要加virtual关键字了。virtual string getName();private:float m_fRadius; //派生类可以拥有自己的成员};#endif

cpp实现文件

#include"Circle.h"CCircle::CCircle(float radius):m_fRadius(radius) //使用构造函数的初始化列表初始化
{}string CCircle::getName()
{return "CCircle";
}float CCircle::getArea()  //实现两个基类的函数{return 3.14* m_fRadius* m_fRadius;
}

2.3、子类2

基于抽象类的另一个子类：CRect
头文件

#ifndef RECT_H
#define RECT_H#include"IShape.h"class CRect : public IShape
{public:CRect(float nWidth, float nHeight);public:virtual float getArea();virtual string getName();private:float m_fWidth; //矩形类具有自己的两个属性，宽和高float m_fHeight;
};#endif

cpp实现文件

#include"Rect.h"CRect::CRect(float fWidth, float fHeight):m_fWidth(fWidth), m_fHeight(fHeight)
{}float CRect::getArea()
{return m_fWidth * m_fHeight;
}string CRect::getName()
{return "CRect";
}

2.4、程序入口

#include"Rect.h"
#include"Circle.h"using namespace std;int main()
{IShape* pShape = NULL; //定义了一个抽象类的指针，注意抽象类不能定义对象但是可以定义指针pShape = new CCircle(20.2); //基类指针指向派生类的对象cout << pShape->getName() << " " << pShape->getArea() << endl;delete pShape; //释放了CCirle对象所占的内存，但是指针是没有消失的，它现在就是一个野指针，我们在使用之前必须对它赋值pShape = new CRect(20, 10); //基类指针指向派生类的对象cout << pShape->getName() << " " << pShape->getArea() << endl;return 0;
}

上述例子中，定义了一个图形基类IShape，只有头文件，基类中定义两种方法，计算面积和返回图形名称，但并没有给出实现方式，也不知道是什么图形，无法实现。圆形类CCircle和矩形类CRect继承于基类IShape，分别实现了面积的计算与返回图形名称两种方法。
在程序入口，以指针pShape 的方式，指代基类IShape，而基类指针再指向子类。