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  • C++面试基础系列-abstract
    • Overview
    • 1.abstract关键点
    • 2.C++ 抽象类和纯虚函数的例子
    • 3.abstract重点
    • 关于作者


C++面试基础系列-abstract

Overview

在C++中,abstract这个概念主要与抽象类(Abstract Class)相关。抽象类是一种不能被实例化的类,它通常包含至少一个纯虚函数(Pure Virtual Function)。抽象类用于定义接口或行为规范,可以被其他类继承并实现具体的功能。

1.abstract关键点

以下是一些关于C++中抽象类的关键点:

  • 纯虚函数:
    • 纯虚函数是在基类中声明但没有实现的虚函数,其声明方式是在函数声明的末尾加上= 0。
    • 例如:virtual void doSomething() = 0;
  • 抽象类的定义:
    • 包含至少一个纯虚函数的类就是抽象类。
    • 抽象类不能被直接实例化,但可以被用作其他类的基类。
  • 继承抽象类:
    • 派生类必须实现基类中的所有纯虚函数,否则派生类也会是抽象类。
  • 接口定义:
    • 抽象类通常用于定义接口,让不同的派生类实现相同的接口。
  • 多态性:
    • 抽象类支持多态性,可以通过基类指针或引用调用派生类重写的虚函数。
      示例:
// 抽象类声明
class Shape {
public:virtual void draw() const = 0;  // 纯虚函数virtual ~Shape() {}  // 虚析构函数,确保派生类析构正确性
};// 派生类实现抽象类
class Circle : public Shape {
public:void draw() const override {// 绘制圆形的代码}
};// 使用抽象类
Shape* shape = new Circle();
shape->draw();
delete shape;
  • 抽象类的作用:
    • 强制实现接口:确保所有派生类都实现了抽象类中定义的纯虚函数。
    • 代码复用:基类可以提供一些通用的实现,派生类可以重写或继承这些实现。
  • 设计原则:
    • 遵循里氏替换原则(Liskov Substitution Principle),确保派生类可以替换其基类。
  • 注意事项:
    • 抽象类通常包含虚析构函数,以确保派生类的析构函数被正确调用。
  • C++11及以后版本:
    • C++11引入了final关键字,可以修饰类或成员函数,表示它们不能被进一步继承或重写。

抽象类是C++面向对象编程中的一个重要概念,它有助于实现代码的模块化和可扩展性。通过使用抽象类,开发者可以定义清晰的接口,并在不同的派生类中实现这些接口的具体行为。

2.C++ 抽象类和纯虚函数的例子

  • 在这个例子中,Shape 是一个抽象类,它定义了一个纯虚函数 getArea。
    • Circle 和 Rectangle 是 Shape 的派生类,它们分别实现了 getArea 函数。
    • 由于 Shape 是抽象类,我们不能直接创建它的实例,但可以创建 Circle 和 Rectangle 的实例。
#include <iostream>// 抽象基类
class Shape {
public:// 纯虚函数,用于计算面积virtual double getArea() const = 0;// 虚析构函数virtual ~Shape() {}
};// 派生类 Circle
class Circle : public Shape {
public:// 构造函数Circle(double radius) : radius(radius) {}// 实现基类的纯虚函数double getArea() const override {return 3.14159 * radius * radius;}private:double radius;
};// 派生类 Rectangle
class Rectangle : public Shape {
public:// 构造函数Rectangle(double width, double height) : width(width), height(height) {}// 实现基类的纯虚函数double getArea() const override {return width * height;}private:double width, height;
};int main() {// 由于 Shape 是抽象类,不能直接实例化// Shape shape; // 错误Circle circle(5.0);Rectangle rectangle(4.0, 6.0);std::cout << "Circle area: " << circle.getArea() << std::endl;std::cout << "Rectangle area: " << rectangle.getArea() << std::endl;return 0;
}

3.abstract重点

  • 纯虚函数使一个类变成抽象类
  • 抽象类类型的指针和引用
  • 如果我们不在派生类中覆盖纯虚函数,那么派生类也会变成抽象类
  • 抽象类可以有构造函数
  • 构造函数不能是虚函数,而析构函数可以是虚析构函数
// 抽象类
class Base  {
public:Base(){ cout << "Constructor: Base" << endl; }virtual ~Base(){ cout << "Destructor : Base" << endl; }virtual void func() = 0;
};class Derived: public Base {
public:Derived(){ cout << "Constructor: Derived" << endl; }~Derived(){ cout << "Destructor : Derived" << endl;}void func(){cout << "In Derived.func()." << endl;}
};

当基类指针指向派生类对象并删除对象时,我们可能希望调用适当的析构函数。
如果析构函数不是虚拟的,则只能调用基类析构函数。


关于作者

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