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  • C++教程之抽象基类(Abstract base classes)

抽象基类(Abstract base classes)

基本的抽象类与我们前面例子中的类CPolygon 非常相似，唯一的区别是在我们前面的例子中，我们已经为类CPolygon的对象（例如对象poly）定义了一个有效地area()函数，而在一个抽象类（abstract base class）中，我们可以对它不定义，而简单得在函数声明后面写 =0 (等于0)。
类CPolygon 可以写成这样：
// abstract class CPolygon
class CPolygon {
    protected:
        int width, height;
    public:
        void set_values (int a, int b) {
            width=a;
            height=b;
        }
        virtual int area (void) =0;
};
注意我们是如何在virtual int area (void)加　=0 来代替函数的具体实现的。这种函数被称为纯虚拟函数（pure virtual function），而所有包含纯虚拟函数的类被称为抽象基类(abstract base classes)。
抽象基类的最大不同是它不能够有实例(对象)，但我们可以定义指向它的指针。因此，像这样的声明：
CPolygon poly;
对于前面定义的抽象基类是不合法的。
然而，指针：
CPolygon * ppoly1;
CPolygon * ppoly2
是完全合法的。这是因为该类包含的纯虚拟函数(pure virtual function) 是没有被实现的，而又不可能生成一个不包含它的所有成员定义的对象。然而，因为这个函数在其子类中被完整的定义了，所以生成一个指向其子类的对象的指针是完全合法的。
下面是完整的例子：
// virtual members
#include <iostream.h>
class CPolygon {
    protected:
        int width, height;
    public:
        void set_values (int a, int b) {
            width=a;
            height=b;
        }
        virtual int area (void) =0;
};
class CRectangle: public CPolygon {
    public:
        int area (void) { return (width * height); }
};
class CTriangle: public CPolygon {
    public:
        int area (void) {
            return (width * height / 2);
        }
};
int main () {
    CRectangle rect;
    CTriangle trgl;
    CPolygon * ppoly1 = &rect;
    CPolygon * ppoly2 = &trgl;
    ppoly1->set_values (4,5);
    ppoly2->set_values (4,5);
    cout << ppoly1->area() << endl;
    cout << ppoly2->area() << endl;
    return 0;
}
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再看一遍这段程序，你会发现我们可以用同一种类型的指针(CPolygon*)指向不同类的对象，至一点非常有用。 想象一下，现在我们可以写一个CPolygon 的成员函数，使得它可以将函数area()的结果打印到屏幕上，而不必考虑具体是为哪一个子类。
// virtual members
#include <iostream.h>
class CPolygon {
    protected:
        int width, height;
    public:
        void set_values (int a, int b) {
            width=a;
            height=b;
        }
        virtual int area (void) =0;
        void printarea (void) {
            cout << this->area() << endl;
        }
};
class CRectangle: public CPolygon {
    public:
        int area (void) { return (width * height); }
};
class CTriangle: public CPolygon {
    public:
        int area (void) {
            return (width * height / 2);
        }
};
int main () {
    CRectangle rect;
    CTriangle trgl;
    CPolygon * ppoly1 = &rect;
    CPolygon * ppoly2 = &trgl;
    ppoly1->set_values (4,5);
    ppoly2->set_values (4,5);
    ppoly1->printarea();
    ppoly2->printarea();
    return 0;
}
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记住，this 代表代码正在被执行的这一个对象的指针。
抽象类和虚拟成员赋予了C++ 多态(polymorphic)的特征，使得面向对象的编程object-oriented programming成为一个有用的工具。这里只是展示了这些功能最简单的用途。想象一下如果在对象数组或动态分配的对象上使用这些功能，将会节省多少麻烦。

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