虚函数与纯虚函数的定义

虚函数是在基类中声明为虚函数的函数，它使得派生类可以对其进行重写（覆盖），并且在运行时调用相应的重写函数。我们通过在函数前加virtual关键字来声明一个虚函数，例如：

// 基类 Shape
class Shape {
public:
    virtual void draw() { // 声明虚函数
        // 具体实现待派生类重写
    }
};

// 派生类 Circle
class Circle : public Shape {
public:
    void draw() override { // 重写虚函数
        // 具体实现
    }
};

纯虚函数是在基类中声明没有定义的虚函数，它的特点是没有函数实现，只声明函数原型，通常为了让派生类必须重写它而存在。我们通过在函数后加=0来声明一个纯虚函数，例如：

// 基类 Animal
class Animal {
public:
    virtual void eat() = 0; // 声明纯虚函数
};

// 派生类 Dog
class Dog : public Animal {
public:
    void eat() override { // 重写纯虚函数
        // 具体实现
    }
};

虚函数与纯虚函数的用法

虚函数的主要目的是实现多态，即让父类指针或引用指向不同的子类对象时，调用同一个虚函数能够动态绑定到正确的子类函数。同时，虚函数也可以在派生类中重写，以提供不同于基类的具体实现。

纯虚函数主要用来规范接口，即定义基类的需求，而不关心它们的具体实现。通常将纯虚函数放在抽象类中，即包含至少一个纯虚函数的类，这样我们就无法创建该基类的对象，而只能通过派生类来实现特定的行为。此外，派生类必须重写（覆盖）所有纯虚函数，才能成为非抽象类，否则派生类仍然是一个抽象类。

虚函数与纯虚函数的区别

• 虚函数可以有函数体，也可以没有函数体，而纯虚函数必须只有类内声明，类外定义，一般使用函数体。
• 一个类中可以有普通虚函数和纯虚函数，但包含纯虚函数的类就是抽象类，不能被实例化，而普通虚函数可以被实例化。
• 派生类必须重写纯虚函数，才能成为非抽象类。如果有未重写的纯虚函数，派生类仍然是一个抽象类，不能实例化。

当一个类包含纯虚函数的时候，这个类就成为了抽象类。抽象类不能被用来创建对象，因为它有未实现的纯虚函数，即该类并没有提供完整的实现，我们在编写程序时，只有将其作为基类派生出新的子类才能使用。

而普通虚函数是可以被实例化的，即可以在派生类中添加具体的实现。在使用虚函数时，我们首先根据需要定义一个基类和若干个派生类，然后通过基类指针或引用来访问派生类对象。由于动态绑定的存在，即使使用基类指针或引用，也能调用到派生类对象的实际函数实现，从而达到多态的目的。

以下是一个示例，演示了一个包含纯虚函数的抽象类和一个包含普通虚函数的可实例化类的实现：

#include <iostream>
using namespace std;

// 抽象类 Shape
class Shape {
public:
    virtual void draw() = 0; // 声明纯虚函数
};

// 派生类 Circle
class Circle : public Shape {
public:
    void draw() override { // 重写纯虚函数
        cout << "Draw a circle." << endl;
    }
};

// 可实例化类 Rectangle
class Rectangle {
public:
    virtual void draw() { // 声明虚函数
        cout << "Draw a rectangle." << endl;
    }
};

int main() {
    // 不能创建抽象类 Shape 的对象
    // Shape s;

    // 可以创建可实例化类 Rectangle 的对象
    Rectangle r;
    r.draw();

    // 通过指针访问 Circle 的对象
    Circle c;
    Shape* p = &c;
    p->draw();

    return 0;
}

在上面的示例中，我们定义了一个基类Shape和两个派生类Circle和Rectangle。其中，Shape是一个抽象类，包含了纯虚函数draw，因此不能直接实例化。而Rectangle是一个可实例化类，包含了虚函数draw，可以直接创建对象并调用其方法。

在main函数中，我们首先创建了一个Rectangle对象r并调用其draw方法；然后创建了一个Circle对象c，并通过基类指针p来访问c的draw方法，这样可以看到Circle类的重载虚函数被成功调用。

总结

C++中，虚函数与纯虚函数都是实现多态性的重要机制。虚函数通过在基类中声明，允许派生类对其进行重写，并在运行时动态绑定到正确的派生类函数。而纯虚函数则是一个特殊的虚函数，只有声明没有实现，通常用于规范接口，不能创建对象，必须被重写才能让派生类成为非抽象类。虚函数和纯虚函数都有着各自的用法和区别，程序员可以根据需要进行选择和使用。