C++抽象基類講解

 公眾號:Coder梁(ID:Coder_LT)

這一篇文章來聊聊抽象基類(abstract base class簡稱ABC)。

我們之前說過,在我們實現繼承的時候,需要保證派生類和基類之間是一種is-a的關系。在大多數時刻,這樣的關系是沒有問題的,然而在一些特殊的情況可能會遇到問題。

比如說,假設我們要實現所有的圖形。在圖形當中,圓是一種特殊的橢圓。但橢圓包含的屬性更多,橢圓除瞭有中心點之外,還有半長軸、半短軸,以及方向角,而圓隻需要圓心和半徑即可。

也就是說雖然圓是橢圓,但圓包含的屬性卻更少,而不是更多。這就帶來瞭一個問題,當我們使用繼承的時候,圓並不需要半長軸、半短軸以及方向角這些信息。並且一些方法在邏輯上會有一些出入,比如說旋轉rotate方法,對於圓來說並不需要旋轉,再比如說放大縮小,圓的邏輯也和橢圓不同。

雖然我們有一些辦法可以解決,但總體來說,在這種情況下不使用繼承反而更加簡單。但不使用繼承又會導致圓和橢圓兩者相同的邏輯需要復制粘貼一份,也不是非常合適。

針對這種情況,C++當中還有一種解法,就是將圓和橢圓類中抽象出共性,將這些共性放在一個ABC中。然而從該ABC派生出CircleEllipse類,這樣我們可以使用基類指針數組同時管理CircleEllipse對象,即可以實現多態。

比如圓和橢圓的共同點是都有中心坐標,Move方法也相同,以及都有Area方法。但面積的計算方法圓和橢圓的邏輯是不同的,隻是方法名一樣。所以我們不能在ABC當中實現Area方法,可以將它設置成一個純虛函數。

純虛函數表示沒有實現的函數,它的聲明為結尾處為=0,如下例:

class BaseElllipse {
  private:
     double x;
     double y;
     ...
 public:
     BaseEllipse(double x0=0, double y0=0) : x(x0), y(y0) {}
     virtual ~BaseEllipse() {}
     void Move(double nx, ny) {
            x = nx;
            y = ny;
        }
     virtual double Area() const=0;
     ...
};

當類聲明當中包含純虛函數的時候,我們不能創建該類的對象。即包含純虛函數的類隻能用作基類,要成為ABC,類中至少需要包含一個純虛函數。

在這個例子當中,我們的Area方法沒有定義,但C++是允許純虛函數有定義的。比如,假設我們希望把Move設置成純虛函數,

我們可以這樣聲明:

void Move(double nx, ny) = 0;

一樣可以給Move函數創建實現:

void BaseEllipse::Move(double nx, ny) {
    x = nx;
    y = ny;
}

總之在原型當中將函數賦值為0指出類是一個抽象基類,在類中可以不定義該函數。在使用的時候,需要註意,我們不能創建BaseEllipse對象,隻能創建以它為基類的子類對象。

在子類當中,我們需要使用常規的虛函數來實現父類中的純虛函數。

到此這篇關於C++抽象基類講解的文章就介紹到這瞭,更多相關C++抽象基類內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet!

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