C++接口继承与实现继承的区别和选择

1.接口继承与实现继承的区别

《Effective C++》条款三十四：区分接口继承和实现继承中介绍的比较啰嗦，概括地说需要理解三点：

（1）纯虚函数只提供接口继承，但可以被实现；

（2）虚函数既提供接口继承，也提供了一份默认实现，即也提供实现继承；

（3）普通函数既提供接口继承，也提供实现继承。

这里假定讨论的成员函数都是public的。

这里回顾一下这三类函数，如下：

class BaseClass
{
public:
     void virtual PureVirtualFunction() = 0; // 纯虚函数
     void virtual ImpureVirtualFunction(); // 虚函数
     void CommonFunciton(); // 普通函数
 }; 

纯虚函数有一个“等于0”的声明，具体实现一般放在派生中（但基类也可以有具体实现），所在的类（称之为虚基类）是不能定义对象的，派生类中仍然也可以不实现这个纯虚函数，交由派生类的派生类实现，总之直到有一个派生类将之实现，才可以由这个派生类定义出它的对象。

虚函数必须有实现，否则会报链接错误。虚函数可以在基类和多个派生类中提供不同的版本，利用多态性质，在程序运行时动态决定执行哪一个版本的虚函数（机制是编译器生成的虚表）。virtual关键字在基类中必须显式指明，在派生类中不必指明，即使不写，也会被编译器认可为virtual函数，virtual函数存在的类可以定义实例对象。

普通函数则是将接口与实现都继承下来了，如果在派生类中重定义普通函数，将同名函数隐藏。事实上，也是极不推荐在派生类中隐藏基类的普通函数，如果真的要这样做，请一定要考虑是否该把基类的这个函数声明为虚函数或者纯虚函数。

下面看一个示例程序。

CShape是一个几何图形的基类，对于任何一个几何图形来说，绘制和设置颜色都是合理的操作，因此可以按照如下方式设计类：

class CShape{
public:
    virtual void draw()=0;
    virtual void setColor(const Color& color);
private:
    Color m_color;
};

class CCircle:public CShape{};
class CEllipse:public CShape{};

上面几个类的申明就可以很好的展示继承的两个相互独立的部分：函数接口继承（inheritance of function interfaces）和函数实现继承（inheritance of function implementations）。

在基类CShape中，不能够为每一种不同的图形提供一个默认的draw实现，所以设置为纯虚函数，留给派生类来实现，也就说派生类只是继承了一个借口而已。圆和椭圆有着自己的绘制方式，所以各自有独自的绘制实现。

对于CShape::setColor，将其设置为普通的虚函数，提供一个默认的实现，这样圆和椭圆既可以重新定义，也可以使用基类的默认实现。使用普通的虚函数，派生类既使用了接口继承，也使用了实现继承。

2.接口继承与实现继承的选择

类设计时，接口继承与实现继承相互独立，代表着一定的设计意义，在二者之间进行选择时，我们需要考虑一个因素：对于无法提供默认版本的函数接口选择函数接口继承，对于能够提供默认版本的函数接口，选择函数实现继承。

---

参考文献

[1]读书笔记Effective_C++条款三十四：区分接口继承和实现继承

[2]李健.编写高质量代码：改善C++程序的150个建议[M].第一版.北京：机械工业出版社，2012.1：314-315