条款36: 区分接口继承和实现继承

作为类的设计者，有时希望派生类只继承成员函数的接口（声明）；有时希望派生类同时继承函数的接口和实现，但允许派生类改写实现；有时则希望同时继承接口和实现，并且不允许派生类改写任何东西。

class Shape {
public:
  virtual void draw() const = 0;

  virtual void error(const string& msg);

  int objectID() const;

  ...

};

class Rectangle: public Shape { ... };

class Ellipse: public Shape { ... };

首先看纯虚函数draw。纯虚函数最显著的特征是：它们必须在继承了它们的任何具体类中重新声明，而且它们在抽象类中往往没有定义。把这两个特征放在一起，就会认识到：

· 定义纯虚函数的目的在于，使派生类仅仅只是继承函数的接口。

为一个纯虚函数提供定义也是可能的。也就是说，你可以为Shape::draw提供实现，C++编译器也不会阻拦，但调用它的唯一方式是通过类名完整地指明是哪个调用：

Shape *ps = new Shape;           // 错误! Shape是抽象的,new会调用类的构造函数，实例化对象，显然不行

Shape *ps1 = new Rectangle;      // 正确
ps1->draw();                     // 调用Rectangle::draw

Shape *ps2 = new Ellipse;        // 正确
ps2->draw();                     // 调用Ellipse::draw

ps1->Shape::draw();              // 调用Shape::draw

ps2->Shape::draw();              // 调用Shape::draw

Shape::draw();　　　　　　　　　　　//出错，非静态成员引用必须与特定对象相对

有时，声明一个除纯虚函数外什么也不包含的类很有用。这样的类叫协议类（Protocol class），它为派生类仅提供函数接口，完全没有实现。协议类在条款34中介绍过，并将在条款43再次提及。

声明简单虚函数的目的在于，使派生类继承函数的接口和缺省实现。

基类为子类提供缺省行为、同时只是在子类想要的时候才给它们的实现：切断虚函数的接口和它的缺省实现之间的联系

1.基类函数声明为纯虚函数，同时缺省实现定义在另一个函数中，若派生类想使用基类的缺省实现，则在继承而来的纯虚函数中显式调用缺省实现函数

2.基类函数声明为纯虚函数，同时基类中为该纯虚函数提供定义，若派生类想使用基类的缺省实现，则在继承而来的纯虚函数中显式调用基类中该函数（类名调用）

方法一：

class Airplane {
public:
  virtual void fly(const Airport& destination) = 0;

  ...

protected:
  void defaultFly(const Airport& destination);
};

void Airplane::defaultFly(const Airport& destination)
{
  飞机飞往某一目的地的缺省代码
}

注意Airplane::fly已经变成了纯虚函数，它提供了飞行的接口。缺省实现还是存在于Airplane类中，但现在它是以一个独立函数（defaultFly）的形式存在的。ModelA和ModelB这些类想执行缺省行为的话，只用简单地在它们的fly函数体中对defaultFly进行一个内联调用

class ModelA: public Airplane {
public:
  virtual void fly(const Airport& destination)
  { defaultFly(destination); }

  ...

};

class ModelB: public Airplane {
public:
  virtual void fly(const Airport& destination)
  { defaultFly(destination); }

  ...

};

对于ModelC类来说，它不可能无意间继承不正确的fly实现。因为Airplane中的纯虚函数强迫ModelC提供它自己版本的fly。

class ModelC: public Airplane {
public:
  virtual void fly(const Airport& destination);
  ...

};

void ModelC::fly(const Airport& destination)
{
  ModelC飞往某一目的地的代码
}

方法二：纯虚函数必须在子类中重新声明，但它还是可以在基类中有自己的实现

class Airplane {
public:
  virtual void fly(const Airport& destination) = 0;

  ...

};

void Airplane::fly(const Airport& destination)
{
  飞机飞往某一目的地的缺省代码
}

class ModelA: public Airplane {
public:
  virtual void fly(const Airport& destination)
  { Airplane::fly(destination); }

  ...

};

class ModelB: public Airplane {
public:
  virtual void fly(const Airport& destination)
  { Airplane::fly(destination); }

  ...

};

class ModelC: public Airplane {
public:
  virtual void fly(const Airport& destination);

  ...

};

void ModelC::fly(const Airport& destination)
{
  ModelC飞往某一目的地的代码
}

声明非虚函数的目的在于，使派生类继承函数的接口和强制性实现。当一个成员函数为非虚函数时，它在派生类中的行为就不应该不同。若派生类又重定义了该函数，则会隐藏基类的该函数。实际上，非虚成员函数表明了一种特殊性上的不变性，因为它表示的是不会改变的行为 ---- 不管一个派生类有多特殊。