什么是抽象类，抽象方法，虚函数
抽象类、抽象方法和虚函数是面向对象编程中重要的概念，在不同的编程语言（如 C++、C#、Java 等）中都有体现，下面以 C# 和 C++ 为例详细介绍。
抽象类
定义
抽象类是一种不能被实例化的类，它主要用于为其他类提供一个通用的基类，定义一组相关类的公共接口和行为。抽象类可以包含抽象方法和非抽象方法。
C# 示例
// 定义抽象类
abstract class Shape
{
// 抽象方法
public abstract double Area();
// 非抽象方法
public void Display()
{
Console.WriteLine("This is a shape.");
}
}
// 继承抽象类并实现抽象方法
class Circle : Shape
{
private double radius;
public Circle(double r)
{
radius = r;
}
public override double Area()
{
return Math.PI * radius * radius;
}
}
class Program
{
static void Main()
{
// Shape shape = new Shape(); // 错误，抽象类不能实例化
Circle circle = new Circle(5);
Console.WriteLine("Circle area: " + circle.Area());
circle.Display();
}
}
C++ 示例
#include
// 定义抽象类
class Shape {
public:
// 纯虚函数，使类成为抽象类
virtual double Area() = 0;
// 普通成员函数
void Display() {
std::cout << "This is a shape." << std::endl;
}
};
// 继承抽象类并实现纯虚函数
class Circle : public Shape {
private:
double radius;
public:
Circle(double r) : radius(r) {}
double Area() override {
return 3.14 * radius * radius;
}
};
int main() {
// Shape shape; // 错误，抽象类不能实例化
Circle circle(5);
std::cout << "Circle area: " << circle.Area() << std::endl;
circle.Display();
return 0;
}
抽象方法
定义
抽象方法是一种没有具体实现的方法，它只有方法的声明，没有方法体。抽象方法必须在抽象类中定义，并且要求任何继承该抽象类的非抽象子类都必须实现这些抽象方法。
C# 示例
在上述 C# 的 Shape 类中，Area 方法就是一个抽象方法，使用 abstract 关键字修饰。
public abstract double Area();
C++ 示例
在 C++ 中，抽象方法通过纯虚函数来实现，在函数声明后加上 = 0。
virtual double Area() = 0;
虚函数
定义
虚函数是在基类中使用 virtual 关键字声明的函数，它允许在派生类中重写该函数。通过基类的指针或引用调用虚函数时，会根据实际对象的类型来决定调用哪个版本的函数，从而实现多态性。
C# 示例
class Animal
{
public virtual void MakeSound()
{
Console.WriteLine("The animal makes a sound.");
}
}
class Dog : Animal
{
public override void MakeSound()
{
Console.WriteLine("The dog barks.");
}
}
class Program
{
static void Main()
{
Animal animal = new Dog();
animal.MakeSound(); // 输出 "The dog barks."
}
}
C++ 示例
#include
class Animal {
public:
virtual void MakeSound() {
std::cout << "The animal makes a sound." << std::endl;
}
};
class Dog : public Animal {
public:
void MakeSound() override {
std::cout << "The dog barks." << std::endl;
}
};
int main() {
Animal* animal = new Dog();
animal->MakeSound(); // 输出 "The dog barks."
delete animal;
return 0;
}
总结
抽象类：为派生类提供公共接口和行为的基类，不能实例化。 抽象类里也可以有非抽象方法
抽象方法：只有声明没有实现，强制子类实现，用于定义规范。抽象方法必须定义在抽象类中。
虚函数：允许在派生类中重写，通过基类指针或引用实现多态调用。