C++ 中的抽象類和接口（四十四）

        我們在 C++ 的學習中，在進行面向對象分析時，會發現一些抽象的概念。那么在面向對象的語言中，它們是怎么進行描述的呢？比如圖形的面積該如何計算？圖形可以分為矩形、圓形等。動物都有什么屬性？比如老虎、獅子等。那么在現實中需要知道具體的圖形類型才能求面積，所以對概念上的“圖形”求面積是沒有意義的！如

class Shape
{
public:
    double area()
    {
        return 0;
    }
};

        此時的 Shape 只是一個概念上的類型，沒有其具體對象！那么 Shape 類有存在的必要嗎？下來我們來說說面向對象中的抽象類：a> 可用于表示現實世界中的抽象概念；b> 是一種只能定義類型，而不能產生對象的類；c> 只能被繼承并重寫相關函數；d> 直接特征是相關函數沒有完整的實現。

        Shape 是現實世界中各種圖形的抽象概念，因此：程序中必須能夠反映抽象的圖形；程序中通過抽象類表示圖形的概念；抽象類不能創建對象，只能用于繼承。在 C++ 語言中沒有抽象類的概念，可通過純虛函數來實現抽象類。純虛函數是指只定義原型的成員函數，如果一個 C++ 類中存在純虛函數便就成為了抽象類。下來我們來看看純虛函數的語法規則，如下所示

class Shape
{
public:
    virtual double area() = 0;
};

        其中“= 0”是用于告訴編譯器當前是聲明純虛函數，因此不需要定義函數體。下來我們以代碼為例來進行說明

#include <iostream>

using namespace std;

class Shape
{
public:
    virtual double area() = 0;
};

class Rect : public Shape
{
    int ma;
    int mb;
public:
    Rect(int a, int b)
    {
        ma = a;
        mb = b;
    }
    
    double area()
    {
        return ma * mb;
    }
};

class Circle : public Shape
{
    int mr;
public:
    Circle(int r)
    {
        mr = r;
    }
    
    double area()
    {
        return 3.14 * mr * mr;
    }
};

void area(Shape* p)
{
    double r = p->area();
    
    cout << "r = " << r << endl;
}

int main()
{
    Rect rect(1, 5);
    Circle circle(10);
    
    area(&rect);
    area(&circle);
    
    return 0;
}

        我們看到在 Shape 類的下面定義了兩個子類，并重新改寫了 area 函數。再通過全局函數 area 來傳入對象，實現多態。我們來看看編譯結果

        我們看到已經正確的實現了。下來我們來說說抽象類與純虛函數的關系：a> 抽象類只能用作父類被繼承；b> 子類必須實現純虛函數的具體功能；c> 純虛函數被實現后成為虛函數；d> 如果子類沒有實現純虛函數，則子類成為抽象類。

        下來我們來說說接口，滿足這幾個條件的 C++ 類則可稱作為接口：1、類中沒有定義任何的成員變量；2、所有的成員函數都是共有的；3、所有的成員函數都是純虛函數；4、接口是一種特殊的抽象類。比如我們在平時所說的藍牙接口，它便是通過短距離的收發數據來實現藍牙功能的；再比如網絡接口，它是通過以太網來實現收發數據的。接口無外乎具備打開和關閉設備、接收和發送數據的功能。

        下來我們來看看接口在程序中是怎么定義的

#include <iostream>

using namespace std;

class Channel
{
public:
    virtual bool open() = 0;
    virtual void close() = 0;
    virtual bool send(char* buf, int len) = 0;
    virtual int recive(char* buf, int len) = 0;
};

int main()
{
    return 0;
}

        通過對抽象類和接口的學習，總結如下：1、抽象類用于描述現實世界中的抽象概念，抽象類只能被繼承而不能創建對象；2、在 C++ 中沒有抽象類的概念，是通過純虛函數來實現抽象類；3、類中只存在純虛函數的時候才能成為接口；4、接口是一種特殊的抽象類。

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