15. C++抽象基类和纯虚成员函数

公共接口是指一系列成员函数的集合，支持该接口的类必须以合适的方式重新定义这些成员函数，否则就无法创建对象。
在C++中，可以通过抽象基类来实现公共接口。为了介绍抽象基类，我们需要先来了解一下纯虚成员函数。

纯虚成员函数的声明语法如下：

    virtual 函数返回类型 函数名 (函数参数) = 0;

纯虚成员函数没有函数体，只有函数声明，在纯虚函数声明结尾加上“=0”表明此函数为纯虚成员函数。

包含纯虚成员函数的类即为抽象基类，之所以说它抽象，那是因为它无法实例化，也即无法用于创建对象。

#include<iostream>
using namespace std;

class base
{
public :
    virtual void display() = 0;
    //......
};

int main()
{
    base b; //compile error
    return 0;
}

抽象基类是无法用于创建对象的，而主函数中我们尝试创建base类的对象，这是不允许的，编译提示语法错误。

纯虚成员函数可以被派生类继承，如果派生类不重新定义抽象基类中的所有（有多个则要重新定义多个）纯虚成员函数，
则派生类同样会成为抽象基类，因而也不能用于创建对象。

#include<iostream>
using namespace std;

class base
{
public :
    base(){x = 0;}
    base(int a){x = a;}
    virtual void display() = 0;
    int getx(){return x;}
private:
    int x;
};

class derived1 : public base
{
public:
    derived1(int a){ y = a;}
private:
    int y;
};

class derived2 : public base
{
public:
    derived2(int a, int b):base(a){ z = b;}
    void display()
    {
        cout<<getx()<<" "<<z<<endl;
    }
private:
    int z;
}

int main()
{
    base b;    //compile error
    derived1 d1(5);   //compile error
    derived2 d2(5,6);
    d2.display();
    return 0;
}

主函数中创建base类的对象，因为base类包含一个纯虚成员函数，因此是抽象基类，不能创建对象。
创建derived1的对象，derived1类继承了基类base中的纯虚成员函数，并且没有重新定义该函数，因此derived1类虽然是base类的派生类，但它仍然是抽象基类，因此同样不能创建对象。
创建derived2类的对象，该类同样是base类的派生类，同样从base类中继承了纯虚成员函数display，但是该类中同时也重新定义了该函数，因此覆盖了基类的纯虚成员函数，该类不是抽象基类，因此可以创建对象。

注意：
1、一个纯虚成员函数就可以使类成为抽象基类，但是抽象基类中除了包含纯虚成员函数外，同样可以包含其它成员函数或成员变量。
2、只有类中的虚函数才能被声明为纯虚成员函数，普通成员函数和顶层函数均不能声明为纯虚成员函数。
3、抽象基类可以用于实现公共接口，在抽象基类中声明的纯虚成员函数，派生类如果想要能够创建对象，则必须全部重新定义这些纯虚成员函数。