虚函数 vs 纯虚函数

在 C++ 中，虚函数（Virtual Function）和纯虚函数（Pure Virtual Function）是实现多态性的两个重要概念。它们都是在类中声明的，用于支持运行时多态性，但有一些关键的区别。

1. 虚函数（Virtual Function）

• 定义：虚函数是在基类中使用 virtual 关键字声明的成员函数，它可以在派生类中被重写（Override）。

• 功能：虚函数允许通过基类指针或引用来调用派生类的实现，支持运行时多态性。

• 实例化：包含虚函数的类可以被实例化。

• 语法：

class Base {
public:
    virtual void show() { // 虚函数
        std::cout << "Base class show function." << std::endl;
    }
};

2. 纯虚函数（Pure Virtual Function）

• 定义：纯虚函数是在基类中声明为虚函数，并在声明时将其初始化为 0，例如：

virtual void functionName() = 0;

• 功能：纯虚函数强制要求派生类必须提供具体实现，使得基类成为抽象类。抽象类不能被实例化。

• 实例化：包含纯虚函数的类不能被实例化，只能作为基类使用。

• 语法：

class Base {
public:
    virtual void show() = 0; // 纯虚函数
};

3. 主要区别

特征	虚函数	纯虚函数
定义	在类中使用 virtual 声明	在类中使用 = 0 声明
实例化	可以被实例化	不能被实例化
需要实现	可以选择性地在派生类中重写	必须在派生类中实现
类的类型	普通类	抽象类
默认实现	可以有默认实现	没有实现

4. 示例代码

下面是一个简单的示例，演示虚函数和纯虚函数的使用：

#include <iostream>

// 基类，包含虚函数
class Base {
public:
    virtual void show() { // 虚函数
        std::cout << "Base class show function." << std::endl;
    }

    virtual ~Base() {} // 虚析构函数
};

// 抽象类，包含纯虚函数
class AbstractBase {
public:
    virtual void show() = 0; // 纯虚函数

    virtual ~AbstractBase() {} // 虚析构函数
};

// 派生类，重写虚函数
class Derived : public Base {
public:
    void show() override { // 重写虚函数
        std::cout << "Derived class show function." << std::endl;
    }
};

// 派生类，实现纯虚函数
class DerivedAbstract : public AbstractBase {
public:
    void show() override { // 实现纯虚函数
        std::cout << "DerivedAbstract class show function." << std::endl;
    }
};

int main() {
    Base* b = new Derived(); // 可以实例化
    b->show(); // 调用派生类的重写方法

    AbstractBase* a = new DerivedAbstract(); // 可以实例化
    a->show(); // 调用派生类的实现方法

    delete b;
    delete a;

    return 0;
}

5. 总结

• 虚函数是允许派生类重写的成员函数，可以被实例化的类。

• 纯虚函数是必须在派生类中实现的函数，使得基类成为抽象类，不能被实例化。

这两个概念是 C++ 中实现多态性的核心，通过它们，程序员可以编写更灵活和可扩展的代码。