القائمة الرئيسية

الصفحات

 Interfaces in C++ (Abstract Classes)


An interface describes the behavior or capabilities of a C++ class without committing to a particular implementation of that class.

The C++ interfaces are implemented using abstract classes and these abstract classes should not be confused with data abstraction which is a concept of keeping implementation details separate from associated data.

A class is made abstract by declaring at least one of its functions as pure virtual function. A pure virtual function is specified by placing "= 0" in its declaration as follows −

تصف الواجهة سلوك أو إمكانيات فئة C دون الالتزام بتطبيق معين لتلك الفئة. يتم تنفيذ واجهات C باستخدام فئات مجردة ولا ينبغي الخلط بين هذه الفئات المجردة وبين تجريد البيانات وهو مفهوم للإبقاء على تفاصيل التنفيذ منفصلة عن البيانات المرتبطة. يتم تجريد فئة من خلال إعلان واحدة على الأقل من وظائفها كوظيفة افتراضية خالصة. يتم تحديد وظيفة افتراضية خالصة بوضع "= 0" في إعلانها على النحو التالي -

class Box {
   public:
      // pure virtual function
      virtual double getVolume() = 0;
      
   private:
      double length;      // Length of a box
      double breadth;     // Breadth of a box
      double height;      // Height of a box
};

The purpose of an abstract class (often referred to as an ABC) is to provide an appropriate base class from which other classes can inherit. Abstract classes cannot be used to instantiate objects and serves only as an interface. Attempting to instantiate an object of an abstract class causes a compilation error.

Thus, if a subclass of an ABC needs to be instantiated, it has to implement each of the virtual functions, which means that it supports the interface declared by the ABC. Failure to override a pure virtual function in a derived class, then attempting to instantiate objects of that class, is a compilation error.

Classes that can be used to instantiate objects are called concrete classes.

Abstract Class Example

Consider the following example where parent class provides an interface to the base class to implement a function called getArea() −


#include <iostream>
 
using namespace std;
 
// Base class
class Shape {
   public:
      // pure virtual function providing interface framework.
      virtual int getArea() = 0;
      void setWidth(int w) {
         width = w;
      }
   
      void setHeight(int h) {
         height = h;
      }
   
   protected:
      int width;
      int height;
};
 
// Derived classes
class Rectangle: public Shape {
   public:
      int getArea() { 
         return (width * height); 
      }
};

class Triangle: public Shape {
   public:
      int getArea() { 
         return (width * height)/2; 
      }
};
 
int main(void) {
   Rectangle Rect;
   Triangle  Tri;
 
   Rect.setWidth(5);
   Rect.setHeight(7);
   
   // Print the area of the object.
   cout << "Total Rectangle area: " << Rect.getArea() << endl;

   Tri.setWidth(5);
   Tri.setHeight(7);
   
   // Print the area of the object.
   cout << "Total Triangle area: " << Tri.getArea() << endl; 

   return 0;
}

When the above code is compiled and executed, it produces the following result −

Total Rectangle area: 35
Total Triangle area: 17

You can see how an abstract class defined an interface in terms of getArea() and two other classes implemented same function but with different algorithm to calculate the area specific to the shape.

Designing Strategy

An object-oriented system might use an abstract base class to provide a common and standardized interface appropriate for all the external applications. Then, through inheritance from that abstract base class, derived classes are formed that operate similarly.

The capabilities (i.e., the public functions) offered by the external applications are provided as pure virtual functions in the abstract base class. The implementations of these pure virtual functions are provided in the derived classes that correspond to the specific types of the application.

This architecture also allows new applications to be added to a system easily, even after the system has been defined.

يمكنك أن ترى كيف حددت فئة مجردة واجهة من حيث getArea () وفئتين أخريين نفذتا نفس الوظيفة ولكن باستخدام خوارزمية مختلفة لحساب المنطقة الخاصة بالشكل. استراتيجية التصميم قد يستخدم النظام الموجه للكائنات فئة أساسية مجردة لتوفير واجهة مشتركة وموحدة مناسبة لجميع التطبيقات الخارجية. بعد ذلك ، من خلال الوراثة من تلك الفئة الأساسية المجردة ، يتم تكوين الفئات المشتقة التي تعمل بالمثل. يتم توفير القدرات (أي الوظائف العامة) التي تقدمها التطبيقات الخارجية كوظائف افتراضية خالصة في فئة القاعدة المجردة. يتم توفير تطبيقات هذه الوظائف الافتراضية البحتة في الفئات المشتقة التي تتوافق مع أنواع محددة من التطبيق. تسمح هذه البنية أيضًا بإضافة التطبيقات الجديدة إلى النظام بسهولة ، حتى بعد تحديد النظام.

هل اعجبك الموضوع :

تعليقات