C++纯虚函数详解
有时在基类中将某一成员函数定为虚函数，并不是基类本身的要求，而是考虑到派生类的需要，在基类中预留了一个函数名，具体功能留给派生类根据需要去定义。
纯虚函数是在声明虚函数时被“初始化”为0的函数。声明纯虚函数的一般形式是
virtual 函数类型 函数名 (参数表列) = 0;</div>
关于纯虚函数需要注意的几点：
- 纯虚函数没有函数体；
- 最后面的“=0”并不表示函数返回值为0，它只起形式上的作用，告诉编译系统“这是纯虚函数”;
- 这是一个声明语句，最后应有分号。
纯虚函数只有函数的名字而不具备函数的功能，不能被调用。它只是通知编译系统:“在这里声明一个虚函数，留待派生类中定义”。在派生类中对此函数提供定义后，它才能具备函数的功能，可被调用。
纯虚函数的作用是在基类中为其派生类保留一个函数的名字，以便派生类根据需要对它进行定义。
如果在基类中没有保留函数名字，则无法实现多态性。如果在一个类中声明了纯虚函数，而在其派生类中没有对该函数定义，则该虚函数在派生类中仍然为纯虚函数。
再谈C++抽象类
如果声明了一个类，一般可以用它定义对象。但是在面向对象程序设计中，往往有一些类，它们不用来生成对象。定义这些类的惟一目的是用它作为基类去建立派生类。它们作为一种基本类型提供给用户，用户在这个基础上根据自己的需要定义出功能各异的派生类。用这些派生类去建立对象。
打个比方，汽车制造厂往往向客户提供卡车的底盘（包括发动机、传动部分、车轮等），组装厂可以把它组装成货车、公共汽车、工程车或客车等不同功能的车辆。底盘本身不是车辆，要经过加工才能成为车辆，但它是车辆的基本组成部分。它相当于基类。在现代化的生产中，大多采用专业化的生产方式，充分利用专业化工厂生产的部件，加工集成为新品种的产品。生产公共汽车的厂家决不会从制造发动机到生产轮胎、制造车厢都由本厂完成。其实，不同品牌的电脑里面的基本部件是一样的或相似的。这种观念对软件开发是十分重要的。一个优秀的软件工作者在开发一个大的软件时，决不会从头到尾都由自己编写程序代码，他会充分利用已有资源(例如类库)作为自己工作的基础。
这种不用来定义对象而只作为一种基本类型用作继承的类，称为抽象类(abstract class )，由于它常用作基类，通常称为抽象基类(abstract base class )。凡是包含纯虚函数的类都是抽象类。因为纯虚函数是不能被调用的，包含纯虚函数的类是无法建立对象的。
抽象类的作用是作为一个类族的共同基类，或者说，为一个类族提供一个公共接口。一个类层次结构中当然也可不包含任何抽象类，每一层次的类都是实际可用的，可以用来建立对象的。
但是，许多好的面向对象的系统，其层次结构的顶部是一个抽象类，甚至顶部有好几层都是抽象类。
如果在抽象类所派生出的新类中对基类的所有纯虚函数进行了定义，那么这些函数就被赋予了功能，可以被调用。这个派生类就不是抽象类，而是可以用来定义对象的具体类(concrete class )。
如果在派生类中没有对所有纯虚函数进行定义，则此派生类仍然是抽象类，不能用来定义对象。虽然抽象类不能定义对象(或者说抽象类不能实例化)，但是可以定义指向抽象类数据的指针变量。当派生类成为具体类之后，就可以用这种指针指向派生类对象，然后通过该指针调用虚函数，实现多态性的操作。
几个关于C++纯虚函数与抽象类的实例
下面是一个完整的程序，为了便于阅读，分段插入了一些文字说明。程序如下：
第(1)部分
#include <iostream>
using namespace std;
//声明抽象基类Shape
class Shape
{
public:
virtual float area( )const {return 0.0;} //虚函数
virtual float volume()const {return 0.0;} //虚函数
virtual void shapeName()const =0; //纯虚函数
};
</div>
Shape类有3个成员函数，没有数据成员。3个成员函数都声明为虚函数，其中shapeName声明为纯虚函数，因此Shape是一个抽象基类。shapeName函数的作用是输出具体的形状（如点、圆、圆柱体）的名字，这个信息是与相应的派生类密切相关的，显然这不应当在基类中定义，而应在派生类中定义。所以把它声明为纯虚函数。Shape虽然是抽象基类，但是也可以包括某些成员的定义部分。类中两个函数area(面积)和volume (体积)包括函数体，使其返回值为0(因为可以认为点的面积和体积都为0)。由于考虑到在Point类中不再对area和volume函数重新定义，因此没有把area和volume函数也声明为纯虚函数。在Point类中继承了Shape类的area和volume函数。这3个函数在各派生类中都要用到。
第(2)部分
//声明Point类
class Point:public Shape//Point是Shape的公用派生类
{
public:
Point(float=0,float=0);
void setPoint(float ,float );
float getX( )const {return x;}
float getY( )const {return y;}
virtual void shapeName( )const {cout<<"Point:";}//对虚函数进行再定义
friend ostream & operator <<(ostream &,const Point &);
protected:
float x,y;
};
//定义Point类成员函数
Point::Point(float a,float b)
{x=a;y=b;}
void Point::setPoint(float a,float b)
{x=a;y=b;}
ostream & operator <<(ostream &output,const Point &p)
{
output<<"["<<p.x<<","<<p.y<<"]";
return output;
}
</div>
Point从Shape继承了3个成员函数，由于“点”是没有面积和体积的，因此不必重新定义area和volume。虽然在Point类中用不到这两个函数，但是Point类仍然从Shape类继承了这两个函数，以便其派生类继承它们。shapeName函数在Shape类中是纯虚函数， 在Point类中要进行定义。Point类还有自己的成员函数( setPoint, getX, getY)和数据成 员(x和y)。
第(3)部分
//声明Circle类
class Circle:public Point
{
public:
Circle(float x=0,float y=0,float r=0);
void setRadius(float );
float getRadius( )const;
virtual float area( )const;
virtual void shapeName( )const {cout<<"Circle:";}//对虚函数进行再定义
friend ostream &operator <<(ostream &,const Circle &);
protected:
float radius;
};
//声明Circle类成员函数
Circle::Circle(float a,float b,float r):Point(a,b),radius(r){}
void Circle::setRadius(float r):radius(r){}
float Circle::getRadius( )const {return radius;}
float Circle::area( )const {return 3.14159*radius*radius;}
ostream &operator <<(ostream &output,const Circle &c)
{
output<<"["<<c.x<<","<<c.y<<"], r="<<c.radius;
return output;
}
</div>
在Circle类中要重新定义area函数，因为需要指定求圆面积的公式。由于圆没有体积，因此不必重新定义volume函数，而是从Point类继承volume函数。shapeName函数是虚函数，需要重新定义，赋予新的内容（如果不重新定义，就会继承Point类中的 shapeName函数）。此外，Circle类还有自己新增加的成员函数(setRadius, getRadius)和数据成员(radius)。
第(4)部分
//声明Cylinder类
class Cylinder:public Circle
{
public:
Cylinder (float x=0,float y=0,float r=0,float h=0);
void setHeight(float );
virtual float area( )const;
virtual float volume( )const;
virtual void shapeName( )const {
cout<<"Cylinder:";
}//对虚函数进行再定义
friend ostream& operator <<(ostream&,const Cylinder&);
protected:
float height;
};
//定义Cylinder类成员函数
Cylinder::Cylinder(float a,float b,float r,float h):Circle(a,b,r),height(h){}
void Cylinder::setHeight(float h){height=h;}
float Cylinder::area( )const{
return 2*Circle::area( )+2*3.14159*radius*height;
}
float Cylinder::volume( )const{
return Circle::area( )*height;
}
ostream &operator <<(ostream &output,const Cylinder& cy){
output<<"["<<cy.x<<","<<cy.y<<"], r="<<cy.radius<<", h="<<cy.height;
return output;
}
</div>
Cylinder类是从Circle类派生的。由于圆柱体有表面积和体积，所以要对area和 volume函数重新定义。虚函数shapeName也需要重新定义。此外，Cylinder类还有自已 的成员函数setHeight和数据成员radius。
第(5)部分
//main函数
int main( )
{
Point point(3.2,4.5); //建立Point类对象point
Circle circle(2.4,1.2,5.6);
//建立Circle类对象circle
Cylinder cylinder(3.5,6.4,5.2,10.5);
//建立Cylinder类对象cylinder
point.shapeName();
//静态关联
cout<<point<<endl;
circle.shapeName(); //静态关联
cout<<circle<<endl;