在 C++ 中，抽象基類（Abstract Base Class, ABC） 是一種特殊的類，用于定義接口規范和約束派生類的行為。它通過純虛函數（Pure Virtual Function）強制要求派生類實現特定功能，自身不能被實例化。以下是抽象基類的核心概念和使用方法：

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1. 定義抽象基類

抽象基類必須包含至少一個 純虛函數，語法為在虛函數聲明后添加 = 0：

class Shape {
public:// 純虛函數：沒有實現，必須由派生類覆蓋virtual double area() const = 0;virtual double perimeter() const = 0;// 普通虛函數（可選，可提供默認實現）virtual void printInfo() const {std::cout << "This is a shape." << std::endl;}// 虛析構函數（必須！確保正確釋放資源）virtual ~Shape() = default;
};

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2. 抽象基類的特性

• 不可實例化：抽象基類不能直接創建對象。

  Shape s;  // 錯誤：無法實例化抽象類
  

• 強制派生類實現接口：派生類必須覆蓋所有純虛函數，否則仍是抽象類。
• 支持多態：通過基類指針或引用操作派生類對象。

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3. 派生類實現示例

class Circle : public Shape {
private:double radius;public:Circle(double r) : radius(r) {}// 必須實現基類的純虛函數double area() const override {return 3.14159 * radius * radius;}double perimeter() const override {return 2 * 3.14159 * radius;}// 可覆蓋基類的普通虛函數（可選）void printInfo() const override {std::cout << "This is a circle." << std::endl;}
};

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4. 使用抽象基類實現多態

int main() {Shape* shape = new Circle(5.0);// 調用派生類實現的函數std::cout << "Area: " << shape->area() << std::endl;      // 輸出圓的面積std::cout << "Perimeter: " << shape->perimeter() << std::endl;shape->printInfo();  // 調用派生類的 printInfo()delete shape;return 0;
}

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5. 關鍵注意事項

• 虛析構函數：基類的析構函數必須聲明為虛函數，確保正確釋放派生類資源。
• 接口規范：抽象基類用于定義通用接口，強制派生類遵守統一行為。
• 純虛函數的默認實現（C++11 起）：

  virtual void someFunction() const = 0 { /* 默認實現 */ }
  

  派生類可通過 BaseClass::someFunction() 調用默認實現。

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6. 抽象基類 vs 接口

• 抽象基類：可以包含數據成員、普通成員函數和純虛函數。
• 接口（類似 Java）：僅包含純虛函數（無數據成員和普通函數），但 C++ 中通過純抽象類模擬：

  class ISerializable {
  public:virtual void serialize() const = 0;virtual void deserialize() = 0;virtual ~ISerializable() = default;
  };
  

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總結

抽象基類是 C++ 實現多態和接口規范的核心工具，通過純虛函數強制派生類實現特定功能，確保代碼的一致性和可擴展性。它在設計模式（如工廠模式、策略模式）和大型項目架構中廣泛應用。