C++接口（抽象类）详解

接口描述了类的行为和功能，而不需要完成类的特定实现。

C++接口是使用抽象类来实现的，如果一个类中至少有一个函数为纯虚函数，则这个类就是抽象类。

下图所示：我们设计一个文件系统，FileInterface表示一个文件系统的抽象类（也就是接口）。这是一个典型的组合模式（Composite Pattern）实现，用于表示树形结构的文件系统。

核心类与设计思想

类名	角色	关键特性
FileInterface	抽象基类（接口）	定义文件系统的统一操作接口（print）
File	叶子节点（单个文件）	仅实现print()
Directory	容器节点（目录）	实现add()和print()，管理子项(vector<FileInterface*>)，支持递归操作

FileInterface.h

#pragma once
#include <string>
#include <iostream>
// 定义一个文件接口类
class FileInterface
{
public:
	FileInterface() { std::cout << "FileInterface()" << std::endl; }
	FileInterface(const std::string& name) : _name(name) {}
	virtual void add(FileInterface*) {};
	virtual void print() const = 0;
protected:
	std::string _name;
};

File.h

#pragma once
#include "FileInterface.h"
#include <iostream>

class File : public	FileInterface
{
public:
	File(const std::string& name) : FileInterface(name) {};
	void print() const override
	{
		std::cout << "-File: " << _name << std::endl;
	}
};

Directory.h

#pragma once
#include "FileInterface.h"
#include <vector>

class Directory : public FileInterface
{
public:
	Directory(const std::string& name) : FileInterface(name) {}

	void add(FileInterface* file) override
	{
		dierctory.push_back(file);
	}

	void print() const override
	{
		std::cout << "+Directory: " << _name << std::endl;
		for (auto& file : dierctory)
		{
			file->print();
		}
	}
private:
	std::vector<FileInterface*> dierctory;
};

main.cpp

#include "Directory.h"
#include "file.h"
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
	FileInterface* root = new Directory("root");
	FileInterface* subDir = new Directory("subDir");

	FileInterface* file1 = new File("file1");
	FileInterface* file2 = new File("file2");

	root->add(file1);
	root->add(subDir);
	subDir->add(file2);

	// 输出文件目录
	root->print();

	// 释放内存
	delete root;
	delete subDir;
	delete file1;
	delete file2;
	return 0;
}

 运行结果如下图所示：

+Directory: root
-File: file1
+Directory: subDir
-File: file2

抽象类优点：调用方只需要依赖接口（抽象类），而不是具体实现类，符合面向接口编程思想。