C++ 中的抽象类和接口（四十四）

        我们在 C++ 的学习中，在进行面向对象分析时，会发现一些抽象的概念。那么在面向对象的语言中，它们是怎么进行描述的呢？比如图形的面积该如何计算？图形可以分为矩形、圆形等。动物都有什么属性？比如老虎、狮子等。那么在现实中需要知道具体的图形类型才能求面积，所以对概念上的“图形”求面积是没有意义的！如

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

        此时的 Shape 只是一个概念上的类型，没有其具体对象！那么 Shape 类有存在的必要吗？下来我们来说说面向对象中的抽象类：a> 可用于表示现实世界中的抽象概念；b> 是一种只能定义类型，而不能产生对象的类；c> 只能被继承并重写相关函数；d> 直接特征是相关函数没有完整的实现。

        Shape 是现实世界中各种图形的抽象概念，因此：程序中必须能够反映抽象的图形；程序中通过抽象类表示图形的概念；抽象类不能创建对象，只能用于继承。在 C++ 语言中没有抽象类的概念，可通过纯虚函数来实现抽象类。纯虚函数是指只定义原型的成员函数，如果一个 C++ 类中存在纯虚函数便就成为了抽象类。下来我们来看看纯虚函数的语法规则，如下所示

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

        其中“= 0”是用于告诉编译器当前是声明纯虚函数，因此不需要定义函数体。下来我们以代码为例来进行说明

#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;
}

        我们看到在 Shape 类的下面定义了两个子类，并重新改写了 area 函数。再通过全局函数 area 来传入对象，实现多态。我们来看看编译结果

        我们看到已经正确的实现了。下来我们来说说抽象类与纯虚函数的关系：a> 抽象类只能用作父类被继承；b> 子类必须实现纯虚函数的具体功能；c> 纯虚函数被实现后成为虚函数；d> 如果子类没有实现纯虚函数，则子类成为抽象类。

        下来我们来说说接口，满足这几个条件的 C++ 类则可称作为接口：1、类中没有定义任何的成员变量；2、所有的成员函数都是共有的；3、所有的成员函数都是纯虚函数；4、接口是一种特殊的抽象类。比如我们在平时所说的蓝牙接口，它便是通过短距离的收发数据来实现蓝牙功能的；再比如网络接口，它是通过以太网来实现收发数据的。接口无外乎具备打开和关闭设备、接收和发送数据的功能。

        下来我们来看看接口在程序中是怎么定义的

#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;
}

        通过对抽象类和接口的学习，总结如下：1、抽象类用于描述现实世界中的抽象概念，抽象类只能被继承而不能创建对象；2、在 C++ 中没有抽象类的概念，是通过纯虚函数来实现抽象类；3、类中只存在纯虚函数的时候才能成为接口；4、接口是一种特殊的抽象类。

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