C++：抽象类

1. 概念

抽象类的定义：函数前面为 vritual 并且函数体为 “=0” 的函数称为纯虚函数。含纯虚函数的类称为抽象类。

抽象类的作用：向下（给派生类）定义好框架，向上（应用程序）提供统一的接口。

抽象类要注意的点：
1）抽象类不能够用来实例化对象。例如：实例化一个人时可以是"英国人"，“中国人”，而不是"人类"。
2）如果派生类没有实现完父类所有的纯虚函数，那么派生类依然是抽象类，要么将剩下的纯虚函数实现，要么进一步派生子类在子类中实现。

#include <iostream>
#include <string.h>
#include <unistd.h>

using namespace std;

class Human {
private:
    int a;
public:
    virtual void eating(void) = 0;
    virtual void wearing(void) = 0;
    virtual void driving(void) = 0;
    virtual ~Human() { cout<<"~Human()"<<endl; }
};

class Englishman : public Human {
public:
    void eating(void) { cout<<"use knife to eat"<<endl; }
    void wearing(void) {cout<<"wear english style"<<endl; }
    void driving(void) {cout<<"drive english car"<<endl; }
    virtual ~Englishman() { cout<<"~Englishman()"<<endl; }
};

class Chinese : public Human {
public:
    void eating(void) { cout<<"use chopsticks to eat"<<endl; }
    void wearing(void) {cout<<"wear chinese style"<<endl; }
    //void driving(void) {cout<<"drive chinese car"<<endl; }
    virtual ~Chinese() { cout<<"~Chinese()"<<endl; }
};

class Guangximan : public Chinese {
    void driving(void) {cout<<"drive guangxi car"<<endl; }
};

int main(int argc, char **argv)
{
    //Human h;
    Englishman e;
    Guangximan g;
    
    return 0;
}

 

2. 实战

02th：规范化组织和书写cpp代码的规则：

• h文件中定义类，cpp文件包含h文件，并实现类方法；
• 使用#ifdef 宏避免头文件被重复包含。

03th：抽象出共有属性放到基类中，子类继承基类，减少重复代码；

04th：基类引入虚函数实现多态–相同调用方法会根据不同对象调用对象所属类里面的函数。

05th：基类引入纯虚函数实现抽象类；好处是：

• 1）基类节省不必要的代码(往往并不需要基类实现虚函数的内容，只需要提供接口即可)；
• 2）阻值生成基类的实例化对象

06th：编程工程化分工协作
将由一个人进行的工作拆分为分工协作：

• 1）应用编程：使用类；
• 2）类编程：提供类，比如Englishman, Chinese

第一步：修改Makefile，将类和应用程序分开。这样类更新（类的cpp文件）后不需要重新编译生成应用程序。

Human: main.o Chinese.o Englishman.o Human.o
    g++ -o $@ $^

%.o : %.cpp
    g++ -c -o $@ $<

改为：

Human: main.o libHuman.so
    # -L./ 指定编译时动态库的路径，-l 指定链接的动态库的名字（libXXX.so中的XXX）
    g++ -o $@ $< -L./ -lHuman 

%.o : %.cpp
    # -fPIC：编译选项 -- 编译为位置无关码
    g++ -fPIC -c -o $@ $< 

libHuman.so : Englishman.o Chinese.o Human.o
    # -shared：连接选项 -- 链接为动态库
    g++ -shared -o $@ $^

执行时用 LD_LIBRARY_PATH 指定链接路径：

LD_LIBRARY_PATH=<dir> ./Human

07th：抽象类界面的引入
06th的代码存在的问题：由于应用程序包含了类的头文件，如果类的头文件有修改，那么应用程序需要重新编译。
解决办法：应用程序应尽量包含内容比较固定的头文件，而不要去包含可能会经常变化的头文件。这就是抽象类界面机制。

             app 
---------------------------------
			# 相对固定的接口（声明）
             Human.h 
---------------------------------
Englishman                Chinese

08th：抽象类界面的实现

#应用编程：包含固定的引用接口头文件 Human.h，调用接口
             app 
---------------------------------
			# 相对固定的接口（声明）
             Human.h
---------------------------------
#类编程：包含固定的接口头文件 Human.h，实现方法
Englishman                Chinese

这样，类编程就完全和应用独立开了。

09th：完善：基类和子类的析构函数都实现为虚函数，以在delete对象时实现多态。

注意，基类析构函数不能为纯虚函数，这样子类就要实现与基类同名的析构函数，这很怪异。