纯虚函数是面向对象编程中的一个重要概念，尤其在C++语言中具有核心地位，它用于定义抽象类，使得该类不能被实例化，只能作为基类使用，通过纯虚函数，可以实现多态性，提高代码的灵活性和可维护性。
什么是纯虚函数？
在C++中，纯虚函数是一种在基类中声明但不实现的函数，纯虚函数的定义以= 0 表示该函数没有具体的实现，一个包含至少一个纯虚函数的类被称为抽象类，抽象类的主要目的是作为一个接口，供派生类继承并实现其纯虚函数。
纯虚函数的特点
1、没有实现：纯虚函数只有声明没有定义，具体实现由派生类提供。
2、强制派生类实现：派生类必须实现所有继承自基类的纯虚函数，否则派生类也将成为抽象类。
3、提高代码的灵活性：通过纯虚函数，可以在不修改现有代码的情况下扩展系统功能。
4、支持多态性：纯虚函数使得基类指针或引用可以指向派生类对象，从而实现运行时多态。
纯虚函数的使用
声明纯虚函数
在基类中声明纯虚函数时，使用= 0 语法。
class Base {
public:
virtual void func() = 0; // 纯虚函数
};派生类实现纯虚函数
派生类必须实现所有继承自基类的纯虚函数：
class Derived : public Base {
public:
void func() override {
// 实现纯虚函数
}
};抽象类的实例化
由于纯虚函数的存在，抽象类不能被实例化：
Base baseObj; // 错误：不能实例化抽象类 Derived derivedObj; // 正确：可以实例化派生类
纯虚函数的优势
1、代码复用：通过继承和实现纯虚函数，可以减少代码重复，提高代码复用率。
2、接口与实现分离：基类定义接口（纯虚函数），派生类提供具体实现，实现接口与实现的分离。
3、增强系统的可扩展性：新增功能时，只需添加新的派生类并实现纯虚函数，无需修改现有代码。
4、支持多态性：通过基类指针或引用操作派生类对象，实现多态性，提高程序的灵活性。
纯虚函数的示例
以下是一个使用纯虚函数的简单示例，展示了如何定义抽象类和派生类，并在派生类中实现纯虚函数。
#include <iostream>
// 基类：抽象类
class Animal {
public:
// 纯虚函数
virtual void makeSound() = 0;
};
// 派生类：狗
class Dog : public Animal {
public:
// 实现纯虚函数
void makeSound() override {
std::cout << "Woof!" << std::endl;
}
};
// 派生类：猫
class Cat : public Animal {
public:
// 实现纯虚函数
void makeSound() override {
std::cout << "Meow!" << std::endl;
}
};
int main() {
// 创建派生类对象
Dog dog;
Cat cat;
// 通过基类指针调用派生类的函数
Animal* animalPtr;
animalPtr = &dog;
animalPtr->makeSound(); // 输出：Woof!
animalPtr = &cat;
animalPtr->makeSound(); // 输出：Meow!
return 0;
}相关问答FAQs
Q1：为什么纯虚函数要用= 0 语法？
A1：= 0 语法用于明确标识一个函数为纯虚函数，表示该函数没有具体实现，必须在派生类中实现，这种语法使得编译器能够识别并强制执行纯虚函数的规则，从而确保派生类必须实现所有纯虚函数，否则该派生类也将成为抽象类。
Q2：抽象类和纯虚函数有什么关系？
A2：抽象类是包含至少一个纯虚函数的类，而纯虚函数是定义在抽象类中的没有具体实现的函数，抽象类的主要目的是作为一个接口，供派生类继承并实现其纯虚函数，通过这种方式，抽象类提供了一种机制，使得派生类必须实现某些特定的功能，从而实现代码的多态性和灵活性。
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