虛擬函式、純虛擬函式、抽象類、抽象方法和介面
首先講下自己最近的電話面試遇到的相關問題。1、多型的兩種實現方式?2、虛擬函式與純虛擬函式的區別,如何使用這兩種方式?3、介面和抽象類的關係?由這兩個問題開始深入的理解一下虛擬函式,純虛擬函式以及抽象類和介面之間的關係。
虛擬函式
百度定義:簡單地說,那些被virtual關鍵字修飾的成員函式,就是虛擬函式。虛擬函式的作用,用專業術語來解釋就是實現多型性(Polymorphism),多型性是將介面與實現進行分離;用形象的語言來解釋就是實現以共同的方法,但因個體差異,而採用不同的策略。
定義形式:virtual {method body} eg. virtual AnimalEat(){ }.
純虛擬函式
百度定義:虛擬函式是一種特殊的虛擬函式,在許多情況下,在基類中不能對虛擬函式給出有意義的實現,而把它宣告為純虛擬函式,它的實現留給該基類的派生類去做。這就是純虛擬函式的作用。
定義形式:
class <類名>
{
virtual <型別><函式名>(<引數表>)=0;
//virtual void AnimalEat()=0;
…
};
虛擬函式和純虛擬函式區別(第一個問題解答)
1.對於虛擬函式來講,父類和子類都有各自的版本。由動態方式呼叫的時候動態繫結。
2.在虛擬函式和純虛擬函式的定義中不能有static識別符號,原因很簡單,被static修飾的函式在編譯時要求前期bind,然而虛擬函式卻是動態繫結(run-time bind)。
3.實現了純虛擬函式的子類,該純虛擬函式在子類中就變成了虛擬函式,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。
4.如果一個類中含有純虛擬函式,那麼任何試圖對該類進行例項化的語句都將導致錯誤的產生,因為抽象基類(Abstract Base Class)是不能被直接呼叫的。必須被子類繼承過載後,根據要求呼叫其子類的方法。
5.虛擬函式必須實現(必須要有函式體),如果沒有實現,編譯器將會報錯,錯誤提示: unresolved external symbol “public: virtual void __thiscall
ClassName::virtualFunctionName(void)”。
6.虛擬函式可以被直接使用,也可以被子類過載以後以多型的形式呼叫,而純虛擬函式必須在子類中實現該函式才可以使用,因為純虛擬函式在基類中只有宣告而沒有定義。
7.虛擬函式和純虛擬函式都可以在子類中被過載,以多型的形式被呼叫。
例項:
#include <iostream>
using namespace std;
class VirtualBaseClass
{
public:
virtual void Demo()=0;//pure abstract function
virtual void Base(){cout<<"This is the virtual base class!"<<endl;};
};
class SubVirtualClass : public VirtualBaseClass
{
public:
void Demo(){cout << "This is the pure abstract function implemented in subClass"<<endl;};
void Base(){cout << "this is the subclass of Base overwrite the father method Base()"<<endl;};
};
void main()
{
VirtualBaseClass* inst = new SubVirtualClass(); // multistate pointer
inst->Demo();
inst->Base();
return;
}
[程式輸出結果:Vs008下親測](http://img.blog.csdn.net/20150215124134948)
小結 1:
- 實現了純虛擬函式的子類,該純虛擬函式在子類中就成為了虛擬函式。—>>> 虛擬函式必須實現,如果不實現,編譯器就會報錯。—–>>>虛擬函式可以被直接使用,也可以被子類(sub class)過載以後以多型的形式呼叫。
- 虛擬函式是C++中實現多型(polymorphism)的機制。核心理念就是通過基類訪問派生類定義的函式。
- C++中多型的實現通過兩種機制:編譯時多型性–>>通過過載函式實現;執行時多型性–>>通過虛擬函式實現。
抽象類(Abstract class)
百科定義:通常在程式設計語句中用 abstract 修飾的類是抽象類。在C++中,含有純虛擬函式的類稱為抽象類,它不能生成物件;在java中,含有抽象方法的類稱為抽象類,同樣不能生成物件。而只含有虛擬函式的類(class)不能稱為抽象類。
抽象類是為繼承而存在的。
重要點:
- 抽象類可以包括抽象方法(普通類不能),同時也能包括普通的方法。
- 抽象方法智慧宣告在抽象類中,且不包含任何實現,派生類必須覆蓋他們。
- 抽象類可以派生自一個抽象類,可以覆蓋基類的抽象方法也可以不覆蓋,如果不覆蓋,則其派生類必須覆蓋它們。
- 雖然不能定義抽象類的例項,但是可以定義它的指標,這正是用抽象類實現介面的重點所在。
抽象方法
抽象方法故名思意是對類中方法的抽象,通過abstract來修飾,通過override在子類裡過載。抽象方法只允許在抽象類中進行方法的宣告,繼承一個抽象類的的子類,必須實現這個抽象類中所有抽象方法的過載,不然這個子類就不能被例項化,子類還是抽象類。
如下例子:
public abstract class myclass
{
public abstract int myint();
};
public class myclass1 : myclass
{
public override int myint()
{
cout<<"myint1()"<<endl;
}
public int myint2()
{
cout<<"myint2()"<<endl;
}
public int myint3()
{
cout<<"myint3()"<<endl;
}
public int myint4()
{
cout<<"myint3()"<<endl;
}
};
小結 2:通過上面的描述應該可以看出虛擬函式和抽象方法的區別和聯絡。抽象方法其實是隱式的virtual方法,但與virtual相比,它需要被強制進行過載且它只是宣告,不含實現部分,抽象方法也不能被virtual修飾只能通過abstract修飾
介面
泛指實體把自己提供給外界的一種抽象化物,用以又內部操作分離出外部溝通方法,使其能被修改內部而不影響外界其他實體與其互動的方法。
介面: 介面是一個概念。它在C++中用抽象類來實現,在C#和Java中用interface來實現。
介面是引用型別的,類似於類,和抽象類的相似之處有三點:
1、不能例項化;
2、包含未實現的方法宣告;
3、派生類必須實現未實現的方法,抽象類是抽象方法,介面則是所有成員(不僅是方法包括其他成員);
另外,介面有如下特性:
介面除了可以包含方法之外,還可以包含屬性、索引器、事件,而且這些成員都被定義為公有的。除此之外,不能包含任何其他的成員,例如:常量、域、建構函式、解構函式、靜態成員。一個類可以直接繼承多個介面,但只能直接繼承一個類(包括抽象類)。
小結 3:介面與抽象類的區別
- 抽象類可以包含非抽象方法和抽象方法。這裡非抽象方法就是抽象類自己的成員。而接口裡都是“抽象方法”,沒有自己的成員
- 一個類可以繼承自多個介面,但是隻能繼承一個類(包括抽象類)。
- 抽象類可以有欄位。介面不能 介面也可以理解為一個純抽象類的演變( 純抽象類:一個抽象類裡只有常量和public型別的方法的抽象類)。
1、類是對物件的抽象,可以把抽象類理解為把類當作物件,抽象成的類叫做抽象類.而介面只是一個行為的規範或規定,微軟的自定義介面總是後帶able欄位,證明其是表述一類類“我能做。。。”抽象類更多的是定義在一系列緊密相關的類間,而介面大多數是關係疏鬆但都實現某一功能的類中.
2、介面基本上不具備繼承的任何具體特點,它僅僅承諾了能夠呼叫的方法;
3、一個類一次可以實現若干個介面,但是隻能擴充套件一個父類
4、介面可以用於支援回撥,而繼承並不具備這個特點。
5、抽象類不能被密封。
6、抽象類實現的具體方法預設為虛的,但實現介面的類中的介面方法卻預設為非虛的,當然您也可以宣告為虛的。
7、(介面)與非抽象類類似,抽象類也必須為在該類的基類列表中列出的介面的所有成員提供它自己的實現。但是,允許抽象類將介面方法對映到抽象方法上。
8、抽象類實現了oop中的一個原則,把可變的與不可變的分離。抽象類和介面就是定義為不可變的,而把可變的作為子類去實現。
9、好的介面定義應該是具有專一功能性的,而不是多功能的,否則造成介面汙染。如果一個類只是實現了這個介面的中一個功能,而不得不去實現介面中的其他方法,就叫介面汙染。
10、儘量避免使用繼承來實現組建功能,而是使用黑箱複用,即物件組合。因為繼承的層次增多,造成最直接的後果就是當你呼叫這個類群中某一類,就必須把他們全部載入到棧中!後果可想而知.(結合堆疊原理理解)。同時,有心的朋友可以留意到微軟在構建一個類時,很多時候用到了物件組合的方法。比如asp.net中,Page類,有Server Request等屬性,但其實他們都是某個類的物件。使用Page類的這個物件來呼叫另外的類的方法和屬性,這個是非常基本的一個設計原則。
11、如果抽象類實現介面,則可以把介面中方法對映到抽象類中作為抽象方法而不必實現,而在抽象類的子類中實現介面中方法。
總的來說,這部分東西比較多,有點亂,但是一定要抓住重點,才能不迷茫:
1。抽象函式和虛擬函式
抽象方法其實是隱式的virtual方法,但與virtual相比,它需要被強制進行過載且它只是宣告,不含實現部分