面向对象中的抽象概念

在进行面向对象分析时 , 会发现一些抽象的概念 !
图形的面积如何计算 ?

image-20220228115130315

在现实中需要知道具体的图形类型才能求面积 ,所以对概念上的 “图形” 求面积是没有意义的 !

image-20220228115204587

那么Shape类有存在的必要吗?当然有!

面向对象中的抽象类:

  • 可用于表示现实世界中的抽象概念
  • 是一种只能定义类型 , 而不能产生对象的类
  • 只能被继承并重写相关函数
  • 直接特征是相关函数没有完整的实现

Shape 是现实世界中各种图形的抽象概念
因 此 :

  • 程序中必领能够反映抽象的图形
  • 程序中通过抽象类表示图形的概念
  • 抽象类不能创建对象,只能用于继承

抽象类与纯虚函数

  • C+ + 语言中没有抽象类的概念
  • C+ + 中通过纯虚函数实现抽象类
  • 纯虚函数是指只定义原型的成员函数
  • 一个 C+ + 类中存在纯虚函数就成为了抽象类

语法规则:

1
2
3
4
5
class Shape
{
public:
virtual double area() = 0;
}

= 0 用于编译器当前是声明纯虚函数,因此不需要定义函数体

如果编译器尝试对抽象类实例化,那么编译器会直接报错。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

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

class Rect : public Shape
{
int ma;
int mb;
public:
Rect(int a, int b)
{
ma = a;
mb = b;
}
double area()
{
return ma * mb;
}
};

class Circle : public Shape
{
int mr;
public:
Circle(int r)
{
mr = r;
}
double area()
{
return 3.14 * mr * mr;
}
};

void area(Shape* p)
{
double r = p->area();
cout << "r = " << r << endl;
}

int main()
{
Rect rect(1, 2);
Circle circle(10);

area(&rect);
area(&circle);

return 0;
}

注意42行定义的函数:
抽象类不能定义具体的对象,但是我们可以用抽象类定义指针,定义的指针只可能指向抽象类的子类,而抽象类的子类将纯虚函数实现后,通过抽象类的指针来调用纯虚函数是不会报错的。

结论:

  • 抽象类只能用作父类被继承
  • 子类必须实现纯虚函数的具体功能
  • 纯虚函数被实现后成为虚函数
  • 如果子类没有实现纯虚函数 , 则子类成为抽象类

接口

满足下面条件的 C+ + 类则称为接口

  • 类中没有定义任何的成员变量
  • 所有的成员函数都是公有的
  • 所有的成员函数都是纯虚函数
  • 接口是一种特殊的抽象类

Java,C#可以直接定义接口。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Channel
{
public:
virtual bool open() = 0;
virtual void close() = 0;
virtual bool send(char* buf, int len) = 0;
virtual int receive(char* buf, int len) = 0;
};

int main()
{
return 0;
}

小结

  • 抽象类用于描述现实世界中的抽象概念
  • 抽象类只能被继承不能创建对象
  • C++中没有抽象类的概念
  • C++中通过纯虚函数实现抽象类
  • 类中只存在纯虚函数的时成为接口
  • 接口是一种特殊的抽象类