C++教程:C++抽象類與純虛函數(shù)
2020-05-23 14:25:22
供稿：網(wǎng)友
在本章開頭介紹的RPG游戲中共有4個類。其中玩家類作為父類，劍士類、弓箭手類、魔法師類分別繼承玩家類，作為子類。當我們開始游戲時，需要選擇創(chuàng)建某一個類的對象，才能進行游戲。然而，我們的選擇不應該是4個類，而應該只能在劍士類、弓箭手類或魔法師類中做出選擇。因為，單純的玩家類是抽象的、不完整的，任何一個玩家必須有一個確定的職業(yè)之后，才能確定他的具體技能。又比如學生類，它也是非常抽象的。讓一個小學生、中學生或本科生學習，他們都有各自學習的內(nèi)容。而一個抽象概念的學生，他卻不知道該學些什么。
這時，我們必須要對玩家類或?qū)W生類作一些限制了。由于玩家類和學生類直接實例化而創(chuàng)建的對象都是抽象而沒有意義的，所以我們希望玩家類和學生類只能用于被繼承，而不能用于直接創(chuàng)建對象。在C++中，我們可以把只能用于被繼承而不能直接創(chuàng)建對象的類設置為抽象類（Abstract Class）。
之所以要存在抽象類，最主要是因為它具有不確定因素。我們把那些類中的確存在，但是在父類中無法確定具體實現(xiàn)的成員函數(shù)稱為純虛函數(shù)。純虛函數(shù)是一種特殊的虛函數(shù)，它只有聲明，沒有具體的定義。抽象類中至少存在一個純虛函數(shù)；存在純虛函數(shù)的類一定是抽象類。存在純虛函數(shù)是成為抽象類的充要條件。
那么我們該如何定義一個純虛函數(shù)呢？純虛函數(shù)的聲明有著特殊的語法格式：
virtual 返回值類型成員函數(shù)名（參數(shù)表）=0；
請注意，純虛函數(shù)應該只有聲明，沒有具體的定義，即使給出了純虛函數(shù)的定義也會被編譯器忽略。下面我們就修改一下程序17.7.1，將學生類變成一個抽象類：（程序17.9）
//student.h
#include <iostream>
using namespace std;
class student//因為存在純虛函數(shù)study，student類自動變成了抽象類
{
public:
student(char *n,int a,int h,int w);
student();
void set(char *n,int a,int h,int w);
char * sname();
int sage();
int sheight();
int sweight();
virtual void study()=0;//聲明study為純虛函數(shù)
protected:
char name[10];
int age;
int height;
int weight;
};
char * student::sname()
{
return name;
}
int student::sage()
{
return age;
}
int student::sheight()
{
return height;
}
int student::sweight()
{
return weight;
}
void student::set(char *n,int a,int h,int w)
{
int i;
for (i=0;n[i]!='/0';i++)
{
name[i]=n[i];
}
name[i]='/0';
age=a;
height=h;
weight=w;
return;
}
student::student(char *n,int a,int h,int w)
{
cout <<"Constructing a student with parameter..." <<endl;
set(n,a,h,w);
}
student::student()
{
cout <<"Constructing a student without parameter..." <<endl;
}
//undergraduate.h和pupil.h同程序17.7.1
//main.cpp
#include <iostream>
#include "undergraduate.h"
#include "pupil.h"
using namespace std;
int main()
{
Undergraduate s1;
/*student s2;//此時創(chuàng)建學生對象將會出現(xiàn)編譯錯誤*/
Pupil s3;
student *sp=&s1;
s1.set("Tom",21,178,60);
sp->study();
sp=&s3;
s3.set("Mike",8,148,45);
sp->study();
return 0;
}
運行結果：
Constructing a student without parameter...
Constructing a student without parameter...
學習高等數(shù)學和大學英語。
學習語數(shù)外。
我們看到，設置了純虛函數(shù)之后并不影響多態(tài)的實現(xiàn)，但是卻將父類變成了抽象類，限制了父類對象的創(chuàng)建。有了抽象類之后，就不會再出現(xiàn)不確定職業(yè)的玩家、不確定身份的學生了。
