【C++】 52_C++中的抽象类和接口

什么是抽象类？

• 面向对象中的抽象概念

  • 在进行面向对象分析时，会发现一些抽象的概念！

图形的面积如何计算？

在现实中需要知道具体的图形类型才能求面积，所以对概念上的”图形“求面积是没有意义的！

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

Shape 只是一个概念上的类型，没有具体对象！

问: Shape 类有必要存在有
答：有。现实世界中存在图形概念

• 面向对象中的抽象类

  • 可用于表示现实世界中的抽象概念
  • 是一种只能定义类型，而不能产生对象的类
  • 只能被继承并重写相关函数
  • 直接特征是相关函数没有完整的实现

面向对象中的抽象类

• Shape 是现实世界中各种图形的抽象概念

• 因此：

  • 程序中必须能够反应抽象的图形
  • 程序中通过抽象类表示图形的概念
  • 抽象类不能创建对象，只能用于继承

抽象类与纯虚函数

• C++ 语言中没有抽象类的概念
• C++ 中通过纯虚函数实现抽象类
• 纯虚函数是指只定义原型的成员函数
• 一个 C++ 类中存在纯虚函数就成为了抽象类

当设计一个类时，如果确认是一个为父类，就要考虑它有没有可能成为纯虚类。判断标准：父类会不会产生对象

• 纯虚函数语法规则

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

"=0" 用于告诉编译器当前是声明纯虚函数，因此不需要定义函数体。

编程实验： 抽象类初探

#include <iostream>

using namespace std;

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

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

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

void area(Shape* p)                 // Shape 是一个抽象类，可以用来定义指针、引用
{
    double r = p->area();           
    
    cout << "r = " << r << endl;
}

int main()
{
    Rect rect(1, 2);
    Circle circle(10);
    
    area(&rect);
    area(&circle);

    return 0;
}

输出：
r = 2
r = 314

• 抽象类只能用作父类被继承
• 子类必须实现纯虚函数的具体功能
• 纯虚函数被实现后成为虚函数
• 如果子类没有实现纯虚函数，则子类成为抽象类

接口

• 满足下面条件的 C++ 类则称为接口

  • 类中没有定义任何的成员变量
  • 所有的成员函数都是公有的
  • 所有的成员函数都是纯虚函数
  • 接口是一种特殊的抽象类

一组行为的规范（函数原型）

编程： 接口初探

串口、网络、USB 等通讯行为的抽象：

#include <iostream>

using namespace std;

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

int main()
{
    

    return 0;
}

小结

• 抽象类用于描述现实世界中的抽象概念
• 抽象类只能被继承不能被创建对象
• C++ 中没有抽象类的概念
• C++ 中通过纯虚函数实现抽象类
• C++ 中没有接口的概念
• 类中只存在纯虚函时成为接口
• 接口是一种特殊的抽象类

以上内容参考狄泰软件学院系列课程，请大家保护原创！