C++ 和 Java 不同的是，C++ 没有 interface 关键字。对于很多新手来说，C++ 当中接口的概念不容易像 Java 当中那样被理解。
然而接口是面向对象编程当中的重要组成部分，也是新手需要学习的重要思维，虽然 C++ 并不那么面向对象。
首先，要明确接口的概念：
接口的存在意义是为不同的派生类提供统一的标准，继而实现面向对象编程当中的多态概念。
对象是对客观事物的抽象，类是对对象的抽象。
那么，C++ 当中既然不存在 interface 关键字，那么接口是通过什么方式来实现的呢？
首先要讲两个概念：
一、纯虚函数 (Pure Virtual Function)：
1，纯虚函数只有函数名、参数、返回值类型。
2，纯虚函数的定义是在函数句首使用 virtual 关键字修饰，并且在句末增加 "= 0"。
virtual void funtion() = 0;
3，纯虚函数不能包含实现，只有声明，所以纯虚函数不能被调用。
4，定义纯虚函数的目的在于，使每一个派生类都拥有相同的函数规范。
承上启下：包含纯虚函数的类就是抽象类。
二、抽象类 (Abstract Class)：
1，抽象类必须包含一个纯虚函数，存在纯虚函数的类就一定是一个抽象类。
2，抽象类不能被实例化，只能被继承派生，因为纯虚函数没有函数体，不是完整的函数，无法调用，也无法为其分配内存空间。
3，派生出来的子类必须实现所有抽象类当中的纯虚函数。
4，抽象类默认存在隐式的构造函数，但是不能将构造函数定义为纯虚函数。（因为无意义）
5，析构函数可以定义成纯虚函数，相应的派生类也要给出析构函数的实现。
6，如果派生出来的子类没有实现父抽象类当中的所有纯虚函数，那子类仍然是抽象类。
所以，特点就很显而易见了，有这么一个“类”，它不能被实例化，只能被继承，而继承它的派生类必须要重写它声明的所有函数。
这就是接口的概念，为所有派生类提供了一个统一的规范可以实现多态。
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演示讲解部分
这里的 Demo 不像高校老师或培训机构那样随便写几个类来演示了，而是选择一个更贴合实际开发的场景：
定义一个接口(抽象类)，两个动态库去继承并分别采用不同实现，最后在 main 函数中执行通过多态获得不同效果。
演示使用 Visual Studio 2022，其中会涉及智能指针、动态库类的导出、动态库链接等额外知识点，自行 MSDN 补充。
Visual Studio 是一个解决方案包含N个项目，这个 Demo 的结构就是接口作为一个项目、两个动态库两个项目、演示执行的EXE一个项目。
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新建第一个项目，创建接口头文件：BrainToolBoxInterface.h
文件中有一个叫“大脑工具箱”的抽象类，它拥有两个纯虚函数作为统一的接口。
#pragma once #include <vector> using std::vector; // 定义统一的 DLL 导出宏 #define BrainToolBoxDLL_EXPORTS // 定义接口 class BrainToolBoxInterface { public: // 对 Vector 进行排序的接口 virtual void SortVector(std::vector<int>& vec) = 0; // 说自己是人脑还是电脑 virtual void SelfIntroduction() = 0; };
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新建第二和第三个项目：两个动态库
分别叫 “人力工具箱” 和 “电脑工具箱”
其中两个项目的 dllmain、phc、framework完全一致，并且VS会自动帮你创建。
但是要注意，两个项目新建后，要将接口头文件所在的路径添加到 “附加包含目录”。
补充 DLL 导出相关知识（重要）：
dllexport 与 dllimport 属性官方解释：https://docs.microsoft.com/zh-cn/cpp/cpp/dllexport-dllimport?view=msvc-170
注意两个属性必须搭配 _declspec() 关键字使用。
我们的两个动态库是给外部程序调用的，所以应使用 _declspec(dllexport)，表明类可以被外部所使用。
注意：[摘自MSDN] 不使用 __declspec(dllimport) 也能正确编译代码，但使用 __declspec(dllimport) 使编译器可以生成更好的代码。编译器之所以能够生成更好的代码，是因为它可以确定函数是否存在于 DLL 中，这使得编译器可以生成跳过间接寻址级别的代码，而这些代码通常会出现在跨 DLL 边界的函数调用中。但是，必须使用 __declspec(dllimport) 才能导入 DLL 中使用的变量。
“人力工具箱”动态库：
HumanToolBox.h
#pragma once #include "BrainToolBoxInterface.h" // 配置类的导出 #ifdef BrainToolBoxDLL_EXPORTS #define BrainToolBoxDLL __declspec(dllexport) #else #define BrainToolBoxDLL __declspec(dllimport) #endif class BrainToolBoxDLL HumanToolBox : public BrainToolBoxInterface { public: // 构造 HumanToolBox(); // 析构 ~HumanToolBox(); // 对 Vector 进行排序 void SortVector(std::vector<int>& vec); // 自我介绍 void SelfIntroduction(); };
HumanToolBox.cpp
#include "pch.h" #include "HumanToolBox.h" #include <iostream> HumanToolBox::HumanToolBox() { } HumanToolBox::~HumanToolBox() { } void HumanToolBox::SortVector(std::vector<int>& vec) { int vec_size = vec.size(); for (size_t i = 0; i < vec_size; i++) { int trend_size = vec_size - i - 1; for (size_t j = 0; j < trend_size; j++) { if (vec[j] > vec[j + 1]) { int k = vec[j]; vec[j] = vec[j + 1]; vec[j + 1] = k; } } } return; } void HumanToolBox::SelfIntroduction() { std::cout << "I am super man!" << std::endl; return; }
“电脑工具箱”动态库：
ComputerToolBox.h
#pragma once #include "BrainToolBoxInterface.h" // 配置类的导出 #ifdef BrainToolBoxDLL_EXPORTS #define BrainToolBoxDLL __declspec(dllexport) #else #define BrainToolBoxDLL __declspec(dllimport) #endif class BrainToolBoxDLL ComputerToolBox : public BrainToolBoxInterface { public: // 构造 ComputerToolBox(); // 析构 ~ComputerToolBox(); // 对 Vector 进行排序 void SortVector(std::vector<int>& vec); // 自我介绍 void SelfIntroduction(); };
ComputerToolBox.cpp
#include "pch.h" #include "ComputerToolBox.h" #include <iostream> #include <algorithm> ComputerToolBox::ComputerToolBox() { } ComputerToolBox::~ComputerToolBox() { } void ComputerToolBox::SortVector(std::vector<int>& vec) { std::sort(vec.begin(), vec.end()); return; } void ComputerToolBox::SelfIntroduction() { std::cout << "I am byte!" << std::endl; return; }
可以看到，“人力工具箱” 和 “电脑工具箱” 使用了共同的 BrainToolBoxInterface 接口，但是实现完全不同。
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新建第四个项目：调用两个DLL的可执行文件
在项目引用当中添加 ComputerToolBox 和 HumanToolBox。
将 ComputerToolBox 和 HumanToolBox 头文件所在的路径添加到 “附加包含目录”。【实际开发中建议使用 pIMPL 隐藏 DLL 实现】
CMD_Main.cpp
// CMD_Main.cpp : 此文件包含 "main" 函数。程序执行将在此处开始并结束。 // #include <iostream> #include <memory> using std::shared_ptr; using std::make_shared; #include "BrainToolBoxInterface.h" #include "ComputerToolBox.h" #include "HumanToolBox.h" int main() { shared_ptr<BrainToolBoxInterface> cr = make_shared<ComputerToolBox>(); shared_ptr<BrainToolBoxInterface> hr = make_shared<HumanToolBox>(); cr->SelfIntroduction(); hr->SelfIntroduction(); return EXIT_SUCCESS; }
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最终运行效果：
I am byte! I am super man! D:\Repos\AirChip\Demo\CPP_Interface\x64\Debug\CMD_Main.exe (进程 9516)已退出，代码为 0。