C++ 多态性 虚函数、抽象类（二）

注意：本文中代码均使用 Qt 开发编译环境

在C++中不能声明虚构造函数，但是可以声明虚析构函数。析构函数没有类型，也没有参数，和普通成员函数相比，虚析构函数相对简单。
语法：

virtual ~className();

如果有可能通过基类指针调用对象的析构函数（通过delete），并且被析构的对象是有重要的析构函数的派生类的对象，就需要让基类的析构函数成为虚函数。

未使用虚析构函数的情况举例：

#include 
#include 

class Base{
public:
    ~Base(){ qDebug() << "Basedestructor"; }
};

class Derived: public Base{
public:
    Derived();
    ~Derived();
private:
    int * i_pointer;
};

Derived::Derived(){
    i_pointer = new int(0);
}

Derived::~Derived(){
    qDebug() << "Derived destructor";
    delete i_pointer;
}

void fun(Base *b){
    delete b;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);

    Base *b= new Derived();
    fun(b);

    return a.exec();
}

本例使用了Qt5.8的开发和编译环境，因此有一些Qt中的输出log的方法，上述测试代码的输出为：

Basedestructor

这说明，通过基类指针删除派生类对象时调用的是基类的析构函数，派生类的析构函数没有被执行，因此派生类对象中动态分配的内存空间没有被释放，造成了内存泄漏。

避免上述情况的方法就是将基类的析构函数声明为虚函数：

class Base{
public:
    virtual ~Base(){ qDebug() << "Basedestructor"; }
};

运行结果为：

Derived destructor
Basedestructor

这说明派生类的析构函数被调用了，派生类对象中动态申请的内存空间被正确的释放了。这是由于使用了虚析构函数，实现了多态。

《抽象类》

抽象类是一种特殊的类，他为一个类族提供统一的操作界面。抽象类是为了抽象和设计的目的而建立的，可以说，建立抽象类，就是为了通过它多态地使用其中的成员函数。抽象类处于类层次的上层，一个抽象类自身无法实例化，也就是说我们无法定义一个抽象类的对象，只能通过继承机制，生成抽象类的非抽象派生，然后再实例化。

<纯虚函数>

纯虚函数是一个在基类中声明的虚函数，它在该基类中没有定义具体的操作内容，要求派生类根据实际需要定义自己的版本，声明格式：

virtual returnType functionName(params) = 0;

实际上，它与一般虚函数成员的原型在书写格式上的不同就在于后面加了“=0”。声明为纯虚函数之后，基类中就不再给出函数的实现部分。纯虚函数的函数体由派生类给出。

还有一种情况是函数体为空的虚函数，请注意它和纯虚函数的区别。纯虚函数根本就没有函数体，而空的虚函数的函数体为空，前者所在的类是抽象类，不能直接进行实例化，而后者所在的类是可以实例化的。他们共同的特点是都可以派生出新的类，然后在新的类中给出虚函数的实现，而且这种新的实现可以具有多态特征。

<抽象类>

带有纯虚函数的类就是抽象类。抽象类的主要作用就是通过它为一个类族建立一个公共接口，使它们能够更有效地发挥多态特性。抽象类声明了一族派生类的共同接口，而接口的完整实现，即纯虚函数的函数体，要由派生类自己定义。

抽象类派生出新的类之后，如果派生类给出所有纯虚函数的函数实现，这个派生类就可以定义自己的对象，因而不再是抽象类；反之，如果派生类没有给出所有纯虚函数的函数实现，这时派生类仍然是一个抽象类。

抽象类不能实例化，即不能定义一个抽象类的对象，但是，我们可以声明一个抽象类的指针和引用。通过指针或引用，我们就可以指向并访问派生类对象，进而访问派生类的成员，这种访问是具有多态特征的。

示例：

#include 
#include 

class B {
public:
    virtual void display() = 0;
};

class C: public B {
public:
    void display() { qDebug() << "C::display()"; }
};

class D: public C {
public:
    void display() { qDebug() << "D::display()"; }
};

void fun(B *ptr) {
    ptr->display();
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);

    B *p;
    C c;
    D d;
    p = &c; fun(p);
    p = &d; fun(p);

    return a.exec();
}

该测试示例的输出结果是：

C::display()
D::display()

同时，程序中派生类的虚函数并没有用关键字virtual显示说明，因为它们与基类的纯虚函数具有相同的名称、参数及返回值，由系统自动判断确定其为虚函数。