C++中的抽象類和接口（四十四）

我們在 C++ 的學(xué)習(xí)中，在進(jìn)行面向?qū)ο蠓治鰰r(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)一些抽象的概念。那么在面向?qū)ο蟮恼Z言中，它們是怎么進(jìn)行描述的呢？比如圖形的面積該如何計(jì)算？圖形可以分為矩形、圓形等。動(dòng)物都有什么屬性？比如老虎、獅子等。那么在現(xiàn)實(shí)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

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

此時(shí)的 Shape 只是一個(gè)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?qū)ο笾械某橄箢悾篴> 可用于表示現(xiàn)實(shí)世界中的抽象概念；b> 是一種只能定義類型，而不能產(chǎn)生對象的類；c> 只能被繼承并重寫相關(guān)函數(shù)；d> 直接特征是相關(guān)函數(shù)沒有完整的實(shí)現(xiàn)。

Shape 是現(xiàn)實(shí)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(chuàng)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(shù)來實(shí)現(xiàn)抽象類。純虛函數(shù)是指只定義原型的成員函數(shù)，如果一個(gè) C++ 類中存在純虛函數(shù)便就成為了抽象類。下來我們來看看純虛函數(shù)的語法規(guī)則，如下所示

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

其中“= 0”是用于告訴編譯器當(dāng)前是聲明純虛函數(shù)，因此不需要定義函數(shù)體。下來我們以代碼為例來進(jìn)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(gè)子類，并重新改寫了 area 函數(shù)。再通過全局函數(shù) area 來傳入對象，實(shí)現(xiàn)多態(tài)。我們來看看編譯結(jié)果

C++ 中的抽象類和接口（四十四）

我們看到已經(jīng)正確的實(shí)現(xiàn)了。下來我們來說說抽象類與純虛函數(shù)的關(guān)系：a> 抽象類只能用作父類被繼承；b> 子類必須實(shí)現(xiàn)純虛函數(shù)的具體功能；c> 純虛函數(shù)被實(shí)現(xiàn)后成為虛函數(shù)；d> 如果子類沒有實(shí)現(xiàn)純虛函數(shù)，則子類成為抽象類。

下來我們來說說接口，滿足這幾個(gè)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(shù)都是共有的；3、所有的成員函數(shù)都是純虛函數(shù)；4、接口是一種特殊的抽象類。比如我們在平時(shí)所說的藍(lán)牙接口，它便是通過短距離的收發(fā)數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙功能的；再比如網(wǎng)絡(luò)接口，它是通過以太網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)收發(fā)數(shù)據(jù)的。接口無外乎具備打開和關(guān)閉設(shè)備、接收和發(fā)送數(shù)據(jù)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(xué)習(xí)，總結(jié)如下：1、抽象類用于描述現(xiàn)實(shí)世界中的抽象概念，抽象類只能被繼承而不能創(chuàng)建對象；2、在 C++ 中沒有抽象類的概念，是通過純虛函數(shù)來實(shí)現(xiàn)抽象類；3、類中只存在純虛函數(shù)的時(shí)候才能成為接口；4、接口是一種特殊的抽象類。

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