C++接口（纯虚函数）

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1. 概述

上一篇中，我们讲了虚函数，这篇我们来了解下一种特殊类型的虚函数，叫做纯虚函数。纯虚函数，本质上和其他语言（如java或C#）中的抽象法方法或接口相同。纯虚函数允许我们在基类中定义一个没有实现的函数，然后强制子类去实现该函数。

2. 案例

在上一篇例子中，可以看到我们在Entity类中有一个虚函数GetName，然后我们在Player类中重写了这个GetName函数。这基类中，这个GetName函数，有函数体，这就意味着在某个类中重写它只是一个可选项，即使我们不再子类中重写它，我们仍然可以调用player.GetName函数，然后返回Entity字符串。

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然而在某些情况下，提供这种默认实现是没有意义的。实际上我们可能想要强制子类，为特定的函数提供自己的定义。在面向对象编程中，创建一个类，只由未实现的方法组成，然后强制子类去实际实现它们，这非常常见，这通常被称为接口。因此，类中的接口只包含未实现的方法，作为模版。由于这个接口类实际上并不包含方法实现，我们实际上不可能实例化那个类。

让我们看看这个在Entity类中的GetName函数，能不能搞成纯虚函数。首先，我们需要去掉方法体，就写成等于0如下

    virtual std::string GetName() = 0;

注意这里依然是定义成virtual虚函数，但等于0本质上使它成为一个纯虚函数。这意味着它必须在一个子类中实现，如果我们想实例化这个子类的话。

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通常这样做，确实发生了一些事情，首先，我们看main函数

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可以看到，我们现在不再具有实例化Entity类的能力。我们必须给它一个子类，来实现这个函数。在这种情况下，例如实例化Player，当然，我们需要提供一些字符串

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可以看到Player工作正常。然而，这只是因为Player实际上实现了GetName函数。

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如果我们注释掉这个实现

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可以看到我们Player也不能实例化了。我们只能在实现了所有这些纯虚函数之后，才能够实例化。或者在更上层次的类，比如，Player类是另一个类的子类（Entity子类的子类），而这个类实现了GetName函数，那也是可以的。我们的想法是，纯虚函数必须被实现，才能创建这个类的实例。

下面，我们来看一下一个更好的例子。我们先撤销下之前的修改操作。

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假设我们想要编写一个函数来打印这些类的类名。我们写上void Print，参数我们想写某些类型。然后调用GetClassName这样的函数。

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所以，这个函数，我们需要的是一个类型，保证我们有这个GetClassName函数，我们需要一个类型，可以提供GetClassName函数，这就是所谓的接口。让我们将这个类型叫做Printable，然后设置它。

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我们在main.cpp文件的最上方创建一个新类，叫Printabl，它唯一会有的是，它会创建一个public virtual字符串函数，他会返回一个字符串，GetClassName函数virtual std::string GetClassName() = 0;。它是纯虚函数，所以要设置为0。

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然后，我们让Entity实现那个接口，注意Player已经继承了Entity，由于Player已经继承了Entity，所以Player不需要再实现Printable接口。

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虽然，我们将Printable叫做接口（interface），但它其实只是一个类（class），所以还是叫class，而不是interface，因为它只不过是有一个纯虚函数，仅此而已，实际上，其他语言有interface关键字而不是叫class。但是c++没有，接口只是c++的类而已。

现在所有类继承了Printablel类的派生类都需要实现这个GetClassName函数了，如果不实现，那么将无法实例化这个类。让我们继续在Entity类添加一个GetClassName函数，如果我们做之前在Player中相同的事情（可能会有问题）

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当然，首先，我们无法实例化Entity的问题已经解决了，因为我们已经提供了那个功能。然而，我们还没有为Player提供一个GetClassName函数（覆写函数）。如果我们去调用Print函数，当然，Print函数这里的参数要改下，改成指针。

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然后在main函数中分别调用Print函数，分别使用e和p参数。

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F5运行程序

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可以看到，我们打印了两次Entity，因为我们还没有在Player中提供定义。然而，如果我们在Player类中覆写GetClassName函数

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F5运行程序

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可以看到，我们现在得到了正确的类名。

所有这些都来自于一个Print函数

void Print(Printable* obj)
{
	std::cout << obj->GetClassName() << std::endl;
}

这个函数接收Printable指针作为参数，它并不关心具体是什么类，我们完全可以创建一个完全不同的类，比如A继承Printable，那么这类A就必须有这个函数GetClassName，如果它没有实现GetClassName函数，那么将无法实例化这个类。

class A : public Printable
{
public:
    std::string GetClassName() override { return "A"; }
}

这就是C++中的虚函数，非常有用的东西，它被应用在刚才的这个场景下，如果确保类都有一个特定的方法，那么可以将这个类（抽象基类）作为参数（类型）放入一个通用的函数中。然后就可以调用这个方法或做其他事情。

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