C++中的纯虚函数是什么？C++抽象基类（ABC）的实现方法【OOP设计】-C++-PHP中文网

C++中的纯虚函数是什么？C++抽象基类（ABC）的实现方法【OOP设计】

冰火之心

发布： 2025-12-16 17:09:07

原创

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纯虚函数是C++中用于定义接口、强制派生类实现特定行为的机制，声明为virtual返回类型函数名(参数)=0，含纯虚函数的类为抽象基类（ABC），不可实例化，仅可继承；ABC通过纯虚函数规定“必须能做什么”，需声明虚析构函数以确保多态销毁安全。

c++中的纯虚函数是什么？c++抽象基类（abc）的实现方法【oop设计】

纯虚函数是 C++ 中用于定义接口、强制派生类实现特定行为的机制；它本身没有函数体，只在基类中声明为 = 0。含有至少一个纯虚函数的类就是抽象基类（ABC），不能实例化，只能被继承。

纯虚函数：接口契约，不是可选功能

纯虚函数用 virtual 返回类型函数名(参数) = 0; 声明，表示“这个操作必须由子类自己定义”。它不提供默认实现（即使语法上允许加函数体，也不改变其纯虚性质，且通常不写）。

它不是“可重写也可不重写”的普通虚函数，而是“必须重写”的强制要求
哪怕只有一个纯虚函数，整个类就变成抽象类，无法 new 或定义对象
常见用途：统一管理不同子类的行为，比如 Shape::area()、Animal::speak()

抽象基类（ABC）：靠纯虚函数“撑腰”的骨架类

ABC 的核心作用是建模概念（如“容器”、“可序列化对象”、“渲染器”），不关心具体怎么实现，只规定“必须能做什么”。它通常包含：

一个或多个纯虚函数（定义接口）
可能有普通成员变量（供子类共享状态）
可能有普通/虚函数（提供通用逻辑或默认行为）
构造函数和析构函数（析构函数建议声明为 virtual，确保多态销毁安全）

正确实现 ABC 的关键细节

写一个可用、健壮的 ABC，要注意几个容易出错的地方：

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析构函数必须是虚的：否则通过基类指针删除派生类对象时，派生类析构函数不会被调用，导致资源泄漏
纯虚函数可以有定义（少见但合法）：在类外提供实现后，子类仍需显式调用（Base::func();），不能自动继承——这属于高级技巧，日常接口设计中基本不用
不能创建 ABC 对象，但可以定义 ABC 的指针或引用：这才是它的使用方式，配合多态实现运行时绑定
子类只要没实现全部纯虚函数，它自己也是抽象类，同样不可实例化

一个最小但完整的 ABC 示例

下面是一个清晰体现设计意图的代码片段：

class Drawable { // 抽象基类：定义“可绘制”这一概念
public:
    virtual ~Drawable() = default; // 虚析构，安全释放
    virtual void draw() const = 0; // 纯虚：每个子类必须说明怎么画
    virtual double area() const = 0; // 纯虚：面积计算方式由子类决定
};
<p>class Circle : public Drawable {
double r;
public:
Circle(double radius) : r(radius) {}
void draw() const override { std::cout << "Drawing a circle\n"; }
double area() const override { return 3.1416 <em> r </em> r; }
};</p><p>// 使用方式：
std::vector<std::unique_ptr<Drawable>> shapes;
shapes.push_back(std::make_unique<Circle>(5.0));
for (const auto& s : shapes) s->draw(); // 多态调用</p>

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基本上就这些。纯虚函数和 ABC 不是语法炫技，而是 OOP 中“把接口和实现分开”的落地手段——它让代码更易扩展、测试和维护。用得好，系统边界清晰；忽略虚析构或误以为纯虚函数能自动提供默认行为，就容易掉坑里。

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