面试题：C++ 中虚函数与纯虚函数在多态实现中的作用及区别

Question

请阐述在 C++ 多态实现过程中，虚函数和纯虚函数分别扮演了怎样的角色，它们在定义、使用场景以及对类的影响上有哪些区别？

Answer 1

定义区别

1. 虚函数：在基类中使用 virtual 关键字声明的成员函数，其在基类中有具体实现。例如：

class Base {
public:
    virtual void func() {
        std::cout << "Base::func" << std::endl;
    }
};

2. 纯虚函数：在基类中声明且没有具体实现，声明格式为在函数声明后加上 = 0。例如：

class Base {
public:
    virtual void func() = 0;
};

使用场景区别

1. 虚函数：用于实现多态，当基类的某个函数在不同派生类中有不同实现方式，但基类中可能存在一个通用的默认实现时使用。比如一个图形类 Shape 有一个 draw 虚函数，不同形状如 Circle、Rectangle 继承 Shape 并重写 draw 函数来实现各自的绘制逻辑，而 Shape 中的 draw 可以提供一个通用提示。
2. 纯虚函数：用于定义抽象基类，当基类的某个函数在基类中没有实际意义，必须由派生类去实现才有意义时使用。例如 Animal 类有一个 makeSound 纯虚函数，具体的 Dog、Cat 等派生类继承 Animal 并实现 makeSound 函数来发出各自的声音。

对类的影响区别

1. 虚函数：包含虚函数的类可以被实例化，即可以创建对象。因为虚函数在基类有实现，所以对象可以调用该虚函数（即使派生类重写了，也可以通过基类指针或引用调用基类版本）。
2. 纯虚函数：包含纯虚函数的类为抽象基类，不能被实例化。只有派生类实现了所有纯虚函数后，该派生类才能被实例化。例如上述 Base 类不能创建对象，而如果有 class Derived : public Base { public: void func() override { std::cout << "Derived::func" << std::endl; } };，Derived 类可以创建对象。