纯虚函数是C++中通过virtual void func() = 0;语法声明的无实现成员函数，强制派生类必须精确重写（含const、参数、返回类型），否则仍为抽象类且无法实例化，编译期即报错。
什么是纯虚函数，它为什么能强制子类实现
纯虚函数是 C++ 中让基类成为抽象类、同时要求派生类必须重写某个接口的机制。它不提供实现，只声明接口，编译器会在子类未实现时直接报错，而不是运行时报错或静默忽略。
- 纯虚函数定义形式为：
virtual void func() = 0; - 含纯虚函数的类无法实例化，即不能写
Base b;，否则编译失败 - 子类只要没实现所有纯虚函数，就仍是抽象类，也不能实例化
- 和普通虚函数不同，纯虚函数不要求基类有实现（即使写了，也得用
Base::func()显式调用）
如何正确声明和使用纯虚函数
关键在语法细节和继承链中的行为一致性：
- 必须用
virtual+= 0，缺一不可；写成virtual void f() {}是普通虚函数，不强制重写 - 函数签名（包括 const 限定、参数类型、返回类型）必须完全一致，否则不算重写，子类里那个函数只是新函数
- 如果基类纯虚函数是
virtual int get() const = 0;，子类必须也声明为const，否则编译报错："invalid covariant return type" 或 "does not override" - 可以有默认实现（C++11 起允许），但调用仍需显式写
Base::func()，不影响强制重写要求
class Shape {
public:
virtual double area() const = 0; // 强制子类提供面积计算
virtual ~Shape() = default;
};
<p>class Circle : public Shape {
public:
double area() const override { return 3.14 <em> r </em> r; } // ✅ 正确重写
private:
double r = 1.0;
};</p>常见错误：以为写了函数体就“满足了要求”
很多初学者误以为只要子类里有个同名函数，就算实现了纯虚函数——实际不是，编译器只认精确匹配的重写：
- 忘记加
const：基类是virtual void draw() const = 0;，子类写void draw() { ... }→ 编译失败，提示未实现纯虚函数 - 参数类型不一致：比如基类是
virtual void set(int x) = 0;，子类写void set(long x)→ 不算重写，仍是抽象类 - 返回类型协变出错：基类返回
Shape<em></em>，子类想返回Circle，必须确保Circle继承自Shape，且声明为virtual Circle* clone() const = 0;才合法 - 用了
override却拼错函数名，比如aread()→ 编译器会报错说“no function declared in base class”，而不是“没实现纯虚函数”，容易误导
替代方案：编译期检查（static_assert + CRTP）适合什么场景
纯虚函数是运行期多态+编译期约束，但如果你不需要动态多态（比如不用 std::vector<std::unique_ptr<shape>></shape>），而只想在编译期确认子类提供了某函数，CRTP 更轻量：
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- 基类模板中用
static_cast<Derived*>(this)->func()触发调用，若子类没定义func，编译失败 - 错误信息通常比纯虚函数更直接（指向缺失函数定义处），但无法用于多态容器
- 不适用于需要运行时类型擦除的场景，比如插件系统、工厂模式
template<typename Derived>
class Drawable {
public:
void render() {
static_cast<Derived*>(this)->draw(); // 编译期查子类是否有 draw()
}
};
class MyWidget : public Drawable<MyWidget> {
public:
void draw() { /* OK */ } // ✅ 必须提供
};
纯虚函数的强制性只在“构造对象”那一刻才真正生效——哪怕你忘了实现，只要没 new 或 stack-allocate，链接和编译都可能通过。最容易被忽略的是：抽象类指针或引用本身合法，只有尝试实例化时才暴露问题，所以单元测试里漏掉构造子类实例，就可能把 bug 带到上线。
