C++之区分接口继承和实现继承

科技 07-31 来源： LongLongName

一.结论：

接口继承与实现继承不同。在公有继承下，派生类总是继承基类接口

纯虚拟函数指定仅有接口被继承。
虚拟函数指定接口继承加上缺省实现继承
非虚拟函数指定接口继承加上强制实现继承

二.说明

什么意思呢，请看下面的例子！

Shape类中包含纯虚函数、虚函数和非虚函数，这些函数由不同的类进行公有继承

// class sample 1class Shape { // 抽象类public:    virtual void draw() const = 0;  // 纯虚函数    virtual void error(const std::string& msg) {  // 虚函数        std::cout << "Shape::error()" << std::endl;    }    int objectID() const {  // 非虚函数        std::cout << "Shape::objectID()" << std::endl;        return 0;    }};void Shape::draw() const{    std::cout << "Shape::draw()" << std::endl;}class Rectangle: public Shape {    virtual void draw() const { // 继承抽象类，须实现        std::cout << "Rectangle::draw()" << std::endl;    }        virtual void error(const std::string& msg) { // 实现自己的error接口        std::cout << "Rectangle::error()" << std::endl;    }};class Ellipse: public Shape {    virtual void draw() const {  // 继承抽象类，须实现        std::cout << "Ellipse::draw()" << std::endl;    }};

2.1纯虚函数

对于基类的纯虚函数来说有如下两个特性：

所有继承者都必须重新声明
抽象类中没有其具体的定义

由此可以看出声明一个纯虚拟函数的目的是使派生类仅继承一个函数的接口

使用时需注意：

抽象基类Shape不能有实例
派生类如果使用纯虚函数，需要实现其功能
派生类可以调用基类的纯虚函数，但是需要使用基类名的作用域调用（需要基类实现定义）

如下：

// main sample 1int main(){    // Shape *s1 = new Shape; // 错误，抽象类不能有实例    Shape *s2 = new Rectangle; // 正确    s2->draw();   // 正确,调用Rectangle::draw()        Shape *s3 = new Ellipse; // 正确    s3->draw();   // 正确,Ellipse::draw()            s2->Shape::draw(); // 正确，调用Shape::draw()        s2->Shape::draw(); // 正确， 调用Shape::draw()        delete s1;    delete s2;    return 0;}

运行结果如下：

Rectangle::draw()Ellipse::draw()Shape::draw()Shape::draw()

2.2虚函数

看上去派生类可以调用基类的纯虚函数没有什么用处，但是可以为虚函数（非纯虚函数）提供安全使用的机制，如下：

// main sample 2int main(){    Shape *s2 = new Rectangle; // 正确    s2->error("s2");   // 正确,调用Rectangle::error()        Shape *s3 = new Ellipse; // 正确    s3->error("s2");   // 正确,Shape::error()        delete s1;    delete s2;    return 0;}

输出结果：

Rectangle::error()Shape::error()

咋一看这里没有什么问题，但实际上这里隐藏了一个巨大的风险，如果这里Shape类的draw函数是虚函数（非纯虚）且实现为二维平面图形的画法，如果有一个3维的正方体公有继承Shape，单独实现draw自然是没有问题，但是如果忘了实现而直接调用呢，则可以正常运行，但是画出来的结果可能千差万别，这便是由于缺省实现导致的

2.2.1 解决办法

解决办法有多种，常用安全的解决办法如下：

// class sample 2class Shape { // 抽象类public:    virtual void draw() const = 0;  // 纯虚函数};void Shape::draw() const{    std::cout << "Shape::draw()" << std::endl;}class Rectangle: public Shape {    virtual void draw() const {        Shape::draw();  // 复用父类实现    }};class Ellipse: public Shape {    virtual void draw() const {        Shape::draw();  // 复用父类实现    }};class Cubic: public Shape {    virtual void draw() const {  // 自身实现，缺省则会报错        std::cout << "Cubic::draw()" << std::endl;    }};

2.3非虚函数

对于非虚函数来说，声明一个非虚拟函数的目的是使派生类既继承一个函数的接口，又继承一个强制的实现。

// main sample 3 use class sample 1int main(){    Shape *s2 = new Rectangle; // 正确    s2->objectID();   // 正确,调用Shape::objectID()        Shape *s3 = new Ellipse; // 正确    s3->objectID();   // 正确,Shape::objectID()        delete s1;    delete s2;    return 0;}

输出结果：