C++基础之纯虚函数与抽象类

引言

  纯虚函数在C++编程中的地位很重要,其关联到了设计模式中“接口”的概念。

语法

  纯虚函数的语法:

  1、  将成员函数声明为virtual

  2、  后面加上 = 0

  3、  该函数没有函数体

 class <类名>
{
virtual <类型><函数名>(<参数表>) = ;

};

  例如:

 class CmdHandler
{
virtual void OnCommand(char* cmdline) = ;

};

  在许多情况下,在基类中不能对虚函数给出有意义有实现,而把它说明为纯虚函数,它的实现留给该基类的派生类去做。这就是纯虚函数的作用。

抽象类

  含有纯虚函数的类叫做抽象类(纯虚类),抽象类是一种特殊的类,它是为了抽象和设计的目的而建立的,它处于继承层次结构的较上层。

  抽象类不能被实例化,即无法创建该类的对象。

  CmdHandler ch;                    // 编译错误!!

  CmdHandler *p = new CmdHandler();  // 编译错误!!

  在实际中为了强调一个类是抽象类,可将该类的构造函数说明为保护的访问控制权限。

  抽象类的主要作用是将有关的组织在一个继承层次结构中,由它来为它们提供一个公共的根,相关的子类是从这个根派生出来的。

抽象类刻画了一组子类的操作接口的通用语义,这些语义也传给子类。一般而言,抽象类只描述这组子类共同的操作接口,而完整的实现留给子类。

抽象类只能作为基类来使用,其纯虚函数的实现由派生类给出。如果派生类没有重新定义纯虚函数,而派生类只是继承基类的纯虚函数,则这个派生类仍然还是一个抽象类。如果派生类中给出了基类纯虚函数的实现,则该派生类就不再是抽象类了,它是一个可以建立对象的具体类了。

接口

  实际用途:充当“接口函数”

  (相当于Java中的interface语法)

  (用于替代C中的回调函数的用法)

  接口规范:凡是遵循此规范的类,都必须实现指定的函数接口,通常是一系列接口。

  上述定义的抽象类可以理解为:凡是遵循CmdHandler规范的类,都必须实现指定的函数接口:OnCommand()。

一个实例

  需求:用户输入一行命令,按回车完成输入。要求解析命令的输入,并处理之。

  设计

  CmdInput:用于接收用户的输入

  CmdHandler:规定一系列函数接口

     CmdParser:接口的实现,实际用于解析的处理类

说明

可见,CmdInput只接收输入的内容,而CmdParser用于对输入的内容进行解析,两个类各做各的,互不干涉,两者并不知道对方的存在,而是通过抽象类CmdHandler充当“接口”联系起来。

代码

// main.cpp
#include “CmdInput.h”
#include “CmdParser.h”
int main(void)
{
CmdInput CInput;
CmdParser CParser;
CInput.SetHandler(&CParser);
CInput.Run();
return ;
} // CmdHandler.h
/* CmdHandler 接口类*/
class CmdHandler
{
public:
virtual ~CmdHandler() {} // 析构函数声明为 virtual
virtual void OnCommand(char* cmdline) = ; // 纯虚函数
}; // CmdInput.h
#include “CmdHandler.h”
class CmdInput
{
public:
CmdInput();
void SetHandler(CmdHandler* pCHandler);
int Run();
private:
CmdHandler* m_pCHandler;
}; // CmdInput.cpp
#include “CmdInput.h”
CmdInput::CmdInput ()
{
m_pCHandler = NULL;
} void CmdInput:: SetHandler(CmdHandler* pCHandler)
{
m_pCHandler = pCHandler;
} int CmdInput::Run()
{
char cmdline[];
memset(cmdline, , );
while()
{
printf("> "); // 输入
gets(cmdline);
if(strcmp(cmdline, "exit") == ) // 退出
{
break;
}
if(m_handler) // 解析与执行
{
m_handler->OnCommand(cmdline);
}
}
return ;
} // CmdParser.h
#include “CmdHandler.h”
/* MyParser: 一个遵循了CmdHandler接口的类*/
class MyParser : public CmdHandler
{
public:
MyParser();
public:
virtual void OnCommand(char* cmdline); // 函数接口集
private:
int Split(char text[], char* parts[]); // 解析命令
}; // CmdParser.cpp
#include <stdio.h>
#include “CmdParser.h”
CmdParser::CmdParser ()
{
} void CmdParser::OnCommand(char* cmdline)
{
char* argv[];
int argc = Split(cmdline,argv);
if(argc > )
{
printf("命令: %s \n" , argv[]);
printf("参数: ");
for(int i=; i<argc; i++)
{ printf("%s ", argv[i]); }
printf("\n\n");
}
} int CmdParser::Split(char text[], char* parts[])
{
int count = ; // 分段的个数
int start = ; // 每一分段的首地址
int flag = ; // 遍历text,标识当前是否处于有效字符
int stop = ; // 是否到达结束 for(int i=; !stop ; i++)
{
char ch = text[i];
if(ch == )
stop = ; // 结束循环 if(ch == ',' || ch == '\0' || ch == ' ' || ch == '\t' )
{
if(flag) // 遇到分隔符,且当前状态为flag=1
{
flag = ;
text[i] = ; // 修改为结束符,完成分段
parts[count] = text + start; // 记录首地址
count ++;
}
}
else
{
if(!flag) // 遇到有效字符,且当前状态为flag=0
{
flag = ;
start = i;
}
}
}
return count; //返回分段个数
}

小结

  1、  纯虚函数的定义

  2、  抽象类及其实质作用:接口规范,因为它只代表了一个规范,并没有具体实现,所以它不能被实例化。

  3、  抽象类通常被多重继承,例如,一个普通的类,实现了多套接口规范,又继承于原有的父类。

  4、  抽象类的析构函数应该声明为virtual,因为它被涉及用于继承的。

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