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什么是抽象类？是所有函数都是纯虚函数吗？

article 2025/9/7 7:51:14

什么是抽象类？

抽象类（Abstract Class）是一种特殊的类，它不能被直接实例化，但可以作为基类被其他类继承。抽象类的主要用途是定义一组接口规范，这些规范由派生类实现。

在C++中，抽象类是通过包含至少一个纯虚函数（Pure Virtual Function）来定义的。纯虚函数是一种没有具体实现的虚函数，它要求派生类必须提供具体的实现（除非派生类本身也是抽象类）。

抽象类并不是所有函数都是纯虚函数，它也可以包含普通虚函数和普通成员函数。

抽象类：不能实例化的类，至少包含一个纯虚函数。
纯虚函数：没有具体实现的虚函数，必须由派生类实现。
普通虚函数：可以有默认实现，派生类可以选择覆盖。

抽象类的定义

抽象类的定义形式如下：

class AbstractClass {
public:virtual void pureVirtualFunction() = 0; // 纯虚函数virtual void normalVirtualFunction() { /* 默认实现 */ } // 普通虚函数
};

抽象类的特点

不能实例化：
- 抽象类不能直接创建对象。如果尝试实例化抽象类，编译器会报错。
- 例如：
```
AbstractClass obj; // 错误：不能实例化抽象类
```
包含纯虚函数：
- 抽象类至少包含一个纯虚函数。纯虚函数的声明形式为 virtual 返回类型函数名() = 0;。
- 例如：
```
virtual void pureVirtualFunction() = 0;
```
可以包含普通成员函数和普通虚函数：
- 抽象类可以包含普通成员函数和普通虚函数，这些函数可以有默认实现。
- 例如：
```
virtual void normalVirtualFunction() { /* 默认实现 */ }
```
可以包含数据成员：
- 抽象类可以包含数据成员，这些数据成员可以被派生类继承和访问。

抽象类的示例

示例1：包含纯虚函数的抽象类

class AbstractClass {
public:virtual void pureVirtualFunction() = 0; // 纯虚函数
};class Derived : public AbstractClass {
public:void pureVirtualFunction() override {std::cout << "Derived pureVirtualFunction()" << std::endl;}
};int main() {// AbstractClass obj; // 错误：不能实例化抽象类Derived d;d.pureVirtualFunction(); // 输出：Derived pureVirtualFunction()return 0;
}

示例2：包含普通虚函数的抽象类

class AbstractClass {
public:virtual void pureVirtualFunction() = 0; // 纯虚函数virtual void normalVirtualFunction() { // 普通虚函数std::cout << "AbstractClass normalVirtualFunction()" << std::endl;}
};class Derived : public AbstractClass {
public:void pureVirtualFunction() override {std::cout << "Derived pureVirtualFunction()" << std::endl;}void normalVirtualFunction() override {std::cout << "Derived normalVirtualFunction()" << std::endl;}
};int main() {Derived d;d.pureVirtualFunction(); // 输出：Derived pureVirtualFunction()d.normalVirtualFunction(); // 输出：Derived normalVirtualFunction()return 0;
}