纯虚函数是C++中用于定义接口、强制派生类实现特定行为的机制,声明为virtual返回类型函数名(参数)=0,含纯虚函数的类为抽象基类(ABC),不可实例化,仅可继承;ABC通过纯虚函数规定“必须能做什么”,需声明虚析构函数以确保多态销毁安全。

纯虚函数是 C++ 中用于定义接口、强制派生类实现特定行为的机制;它本身没有函数体,只在基类中声明为 = 0。含有至少一个纯虚函数的类就是抽象基类(ABC),不能实例化,只能被继承。
纯虚函数:接口契约,不是可选功能
纯虚函数用 virtual 返回类型 函数名(参数) = 0; 声明,表示“这个操作必须由子类自己定义”。它不提供默认实现(即使语法上允许加函数体,也不改变其纯虚性质,且通常不写)。
- 它不是“可重写也可不重写”的普通虚函数,而是“必须重写”的强制要求
- 哪怕只有一个纯虚函数,整个类就变成抽象类,无法
new或定义对象 - 常见用途:统一管理不同子类的行为,比如
Shape::area()、Animal::speak()
抽象基类(ABC):靠纯虚函数“撑腰”的骨架类
ABC 的核心作用是建模概念(如“容器”、“可序列化对象”、“渲染器”),不关心具体怎么实现,只规定“必须能做什么”。它通常包含:
- 一个或多个纯虚函数(定义接口)
- 可能有普通成员变量(供子类共享状态)
- 可能有普通/虚函数(提供通用逻辑或默认行为)
- 构造函数和析构函数(析构函数建议声明为
virtual,确保多态销毁安全)
正确实现 ABC 的关键细节
写一个可用、健壮的 ABC,要注意几个容易出错的地方:
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- 析构函数必须是虚的:否则通过基类指针删除派生类对象时,派生类析构函数不会被调用,导致资源泄漏
-
纯虚函数可以有定义(少见但合法):在类外提供实现后,子类仍需显式调用(
Base::func();),不能自动继承——这属于高级技巧,日常接口设计中基本不用 - 不能创建 ABC 对象,但可以定义 ABC 的指针或引用:这才是它的使用方式,配合多态实现运行时绑定
- 子类只要没实现全部纯虚函数,它自己也是抽象类,同样不可实例化
一个最小但完整的 ABC 示例
下面是一个清晰体现设计意图的代码片段:
class Drawable { // 抽象基类:定义“可绘制”这一概念
public:
virtual ~Drawable() = default; // 虚析构,安全释放
virtual void draw() const = 0; // 纯虚:每个子类必须说明怎么画
virtual double area() const = 0; // 纯虚:面积计算方式由子类决定
};
class Circle : public Drawable {
double r;
public:
Circle(double radius) : r(radius) {}
void draw() const override { std::cout << "Drawing a circle\n"; }
double area() const override { return 3.1416 r r; }
};
// 使用方式:
std::vector> shapes;
shapes.push_back(std::make_unique(5.0));
for (const auto& s : shapes) s->draw(); // 多态调用
基本上就这些。纯虚函数和 ABC 不是语法炫技,而是 OOP 中“把接口和实现分开”的落地手段——它让代码更易扩展、测试和维护。用得好,系统边界清晰;忽略虚析构或误以为纯虚函数能自动提供默认行为,就容易掉坑里。










