C++中虚函数和纯虚函数之间的区别

在C++中，虚函数和纯虚函数是两个特殊的函数类型，本文将介绍它们之间的区别。

虚函数

虚函数是一种可以被子类重写的函数。虚函数在父类中被声明为虚函数，子类中可以通过重写该函数来实现自己的功能。

使用虚函数需要满足以下条件：

• 该函数必须在父类中声明为 virtual 关键字
• 子类中重写该函数时需要保持函数签名一致

下面是一个简单的例子：

class Animal {
public:
    virtual void speak() {
        std::cout << "Animal speaks." << std::endl;
    }
};

class Dog : public Animal {
public:
    void speak() override {
        std::cout << "Dog barks." << std::endl;
    }
};

int main() {
    Animal* animal = new Dog;
    animal->speak(); // 输出：Dog barks.
    delete animal;
    return 0;
}

在上面的例子中，父类 Animal 声明了一个虚函数 speak。子类 Dog 重写了该函数，并实现了自己的 speak 函数。在 main 函数中，我们用基类指针指向子类实例，并调用虚函数 speak。由于 speak 是虚函数，会根据基类指针实际指向的对象调用对应的子类函数，最终输出 Dog barks.。

纯虚函数

纯虚函数是指在父类中没有具体实现的虚函数，可以用 = 0 来指定。子类必须实现纯虚函数，否则无法实例化。

使用纯虚函数需要满足以下条件：

• 该函数在父类中声明为 virtual 关键字，且没有实现
• 子类必须实现该函数，否则无法实例化

下面是一个简单的例子：

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

class Rectangle : public Shape {
public:
    Rectangle(double width, double height) : width_(width), height_(height) {}
    double getArea() const override { return width_ * height_; }
private:
    double width_;
    double height_;
};

int main() {
    Shape* shape = new Rectangle(2.0, 3.0);
    std::cout << "The area of the rectangle is " << shape->getArea() << std::endl; // 输出：The area of the rectangle is 6
    delete shape;
    return 0;
}

在上面的例子中，父类 Shape 声明了一个纯虚函数 getArea。子类 Rectangle 继承了该函数，并实现了自己的 getArea 函数。在 main 函数中，我们用基类指针指向子类实例，并调用纯虚函数 getArea。由于 getArea 是纯虚函数，子类必须实现它，否则无法实例化。最终输出 The area of the rectangle is 6。

总结

虚函数和纯虚函数都是非常重要的概念，虚函数可以被子类重写，实现自己的功能，纯虚函数则必须在子类中实现，否则无法实例化。对于面向对象编程来说，熟悉虚函数和纯虚函数是非常必要的。