C++ 接口（抽象類）

C++ 接口（抽象類）

接口描述了類的行為和功能，而不需要完成類的特定實(shí)現(xiàn)。

C++ 接口是使用抽象類來實(shí)現(xiàn)的，抽象類與數(shù)據(jù)抽象互不混淆，數(shù)據(jù)抽象是一個把實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)與相關(guān)的數(shù)據(jù)分離開的概念。

如果類中至少有一個函數(shù)被聲明為純虛函數(shù)，則這個類就是抽象類。純虛函數(shù)是通過在聲明中使用 "= 0" 來指定的，如下所示：

class Box
{
   public:
      // 純虛函數(shù)
      virtual double getVolume() = 0;
   private:
      double length;      // 長度
      double breadth;     // 寬度
      double height;      // 高度
};

設(shè)計(jì)抽象類（通常稱為 ABC）的目的，是為了給其他類提供一個可以繼承的適當(dāng)?shù)幕?。抽象類不能被用于?shí)例化對象，它只能作為接口使用。如果試圖實(shí)例化一個抽象類的對象，會導(dǎo)致編譯錯誤。

因此，如果一個 ABC 的子類需要被實(shí)例化，則必須實(shí)現(xiàn)每個虛函數(shù)，這也意味著 C++ 支持使用 ABC 聲明接口。如果沒有在派生類中重載純虛函數(shù)，就嘗試實(shí)例化該類的對象，會導(dǎo)致編譯錯誤。

可用于實(shí)例化對象的類被稱為具體類。

抽象類的實(shí)例

請看下面的實(shí)例，基類 Shape 提供了一個接口 getArea()，在兩個派生類 Rectangle 和 Triangle 中分別實(shí)現(xiàn)了 getArea()：

#include <iostream>
 
using namespace std;
 
// 基類
class Shape 
{
public:
   // 提供接口框架的純虛函數(shù)
   virtual int getArea() = 0;
   void setWidth(int w)
   {
      width = w;
   }
   void setHeight(int h)
   {
      height = h;
   }
protected:
   int width;
   int height;
};
 
// 派生類
class Rectangle: public Shape
{
public:
   int getArea()
   { 
      return (width * height); 
   }
};
class Triangle: public Shape
{
public:
   int getArea()
   { 
      return (width * height)/2; 
   }
};
 
int main(void)
{
   Rectangle Rect;
   Triangle  Tri;
 
   Rect.setWidth(5);
   Rect.setHeight(7);
   // 輸出對象的面積
   cout << "Total Rectangle area: " << Rect.getArea() << endl;

   Tri.setWidth(5);
   Tri.setHeight(7);
   // 輸出對象的面積
   cout << "Total Triangle area: " << Tri.getArea() << endl; 

   return 0;
}

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時，它會產(chǎn)生下列結(jié)果：

Total Rectangle area: 35
Total Triangle area: 17

從上面的實(shí)例中，我們可以看到一個抽象類是如何定義一個接口 getArea()，兩個派生類是如何通過不同的計(jì)算面積的算法來實(shí)現(xiàn)這個相同的函數(shù)。

設(shè)計(jì)策略

面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)可能會使用一個抽象基類為所有的外部應(yīng)用程序提供一個適當(dāng)?shù)?、通用的、?biāo)準(zhǔn)化的接口。然后，派生類通過繼承抽象基類，就把所有類似的操作都繼承下來。

外部應(yīng)用程序提供的功能（即公有函數(shù)）在抽象基類中是以純虛函數(shù)的形式存在的。這些純虛函數(shù)在相應(yīng)的派生類中被實(shí)現(xiàn)。

這個架構(gòu)也使得新的應(yīng)用程序可以很容易地被添加到系統(tǒng)中，即使是在系統(tǒng)被定義之后依然可以如此。