Erklären Sie den Unterschied zwischen abstrakten Klassen und Schnittstellen in c.

Erklären Sie den Unterschied zwischen abstrakten Klassen und Schnittstellen in C.

In C werden die Konzepte von abstrakten Klassen und Schnittstellen häufig synonym verwendet, da C kein integriertes Konstrukt aufweist, das speziell als "Schnittstelle" gekennzeichnet ist. Stattdessen können sowohl abstrakte Klassen als auch Schnittstellen mit abstrakten Klassen implementiert werden. Traditionell liegt die Unterscheidung jedoch in ihrem Zweck und ihrer Verwendung.

Zusammenfassung Klassen:

• Eine abstrakte Klasse ist eine Klasse, die nicht für sich selbst instanziiert werden kann und von anderen Klassen geerbt werden soll.
• Es kann sowohl reine virtuelle Funktionen (Funktionen ohne Implementierung) als auch Funktionen mit Implementierungen enthalten.
• Es kann auch Mitgliedsvariablen und Konstruktoren enthalten.
• Abstrakte Klassen werden verwendet, wenn Sie eine gemeinsame, teilweise implementierte Basisklasse anbieten möchten, die von einer Gruppe verwandter Klassen geteilt werden kann.

Schnittstellen:

• In der traditionellen Programmierterminologie ist eine Schnittstelle eine Klasse, die nur reine virtuelle Funktionen und keine Mitgliedsvariablen oder Implementierungen enthält.
• Schnittstellen werden verwendet, um einen Vertrag oder eine Reihe von Methoden zu definieren, die von einer Klasse implementiert werden müssen, die die Schnittstelle implementiert.
• In C können Sie eine Schnittstelle nachahmen, indem Sie eine abstrakte Klasse mit allen reinen virtuellen Funktionen definieren.

Zusammenfassend ist der Hauptunterschied in C, dass abstrakte Klassen Implementierungen und Mitgliedsvariablen enthalten können, während Schnittstellen (wie traditionell verstanden) diese nicht enthalten, die sich ausschließlich auf Methodensignaturen konzentrieren.

Wann sollte ich eine abstrakte Klasse anstelle einer Schnittstelle in C verwenden?

Sie sollten in den folgenden Szenarien eine abstrakte Klasse anstelle einer Schnittstelle in C verwenden:

1. Standardverhalten bereitstellen: Wenn Sie eine Standardimplementierung für einige der Methoden bereitstellen möchten, verwenden Sie eine abstrakte Klasse. Abstrakte Klassen können sowohl reine virtuelle Funktionen als auch Methoden mit Implementierungen enthalten, sodass abgeleitete Klassen diese Methoden erben und optional überschreiben können.
2. Gemeinsamer Zustand teilen: Wenn Sie gemeinsamen Zustand (Mitgliedsvariablen) zwischen abgeleiteten Klassen teilen müssen, ist eine abstrakte Klasse angemessen. Abstrakte Klassen können Mitgliedsvariablen enthalten, die verwendet werden können, um den Zustand in der Klassenhierarchie aufrechtzuerhalten.
3. Komplexe Vererbung: Wenn Sie eine komplexe Vererbungshierarchie haben, in der einige Klassen Verhalten und Zustand von einer gemeinsamen Basis erben müssen, ist eine abstrakte Klasse besser geeignet. Es ermöglicht einen strukturierteren und organisierteren Erbungsansatz.
4. Partielle Implementierung: Wenn Sie eine teilweise Implementierung einer Klasse bereitstellen möchten, in der einige Methoden vollständig implementiert sind und andere für abgeleitete Klassen zur Implementierung gelassen werden, verwenden Sie eine abstrakte Klasse.

Wenn Sie im Gegensatz dazu einen Vertrag ohne Implementierung oder Status definieren, können Sie sich für eine interface-ähnliche Struktur mit einer abstrakten Klasse mit nur reinen virtuellen Funktionen entscheiden.

Können Schnittstellen in C Mitgliedsvariablen haben und wie ist dies mit abstrakten Klassen verglichen?

In C sollten Schnittstellen, wie traditionell verstanden, keine Mitgliedsvariablen haben. Eine interface-ähnliche Struktur in C wird typischerweise als abstrakte Klasse mit nur reinen virtuellen Funktionen implementiert. Daher können eine solche "Schnittstelle" keine Mitgliedsvariablen haben.

Vergleich mit abstrakten Klassen:

• Abstrakte Klassen: Kann Mitgliedsvariablen haben. Diese Variablen können verwendet werden, um den Zustand in der Klassenhierarchie aufrechtzuerhalten.
• Schnittstellen (abstrakte Klassen mit nur reinen virtuellen Funktionen): können keine Mitgliedsvariablen haben. Sie sollen einen Vertrag ohne Staat definieren.

Zum Beispiel könnte eine abstrakte Klasse in C so aussehen:

 <code class="cpp">class AbstractClass { protected: int state; // Member variable public: virtual void method1() = 0; // Pure virtual function virtual void method2() { // Method with implementation state = 10; } };</code>

Im Gegensatz dazu wäre eine grenzflächenähnliche Struktur:

 <code class="cpp">class Interface { public: virtual void method1() = 0; virtual void method2() = 0; };</code>

Wie unterscheiden sich die Implementierungsanforderungen für abstrakte Klassen und Schnittstellen in C?

Die Implementierungsanforderungen für abstrakte Klassen und Schnittstellen in C unterscheiden sich hauptsächlich auf folgende Weise:

Zusammenfassung Klassen:

• Reine virtuelle Funktionen: Kann reine virtuelle Funktionen enthalten (Funktionen ohne Implementierung, deklariert mit = 0 ).
• Implementierte Funktionen: Kann Funktionen mit Implementierungen enthalten, die von abgeleiteten Klassen vererbt und optional außer Kraft gesetzt werden können.
• Mitgliedervariablen: Kann Mitgliedsvariablen enthalten, um den Zustand aufrechtzuerhalten.
• Konstrukteure und Zerstörer: können Konstruktoren und Zerstörer haben, mit denen Ressourcen initialisiert und gereinigt werden können.
• Implementierungsanforderung: Jede Klasse, die von einer abstrakten Klasse erbt, muss alle reinen virtuellen Funktionen implementieren, um sofortig zu sein. Es kann jedoch die implementierten Funktionen und Mitgliedsvariablen erben und verwenden.

Schnittstellen (abstrakte Klassen mit nur reinen virtuellen Funktionen):

• Reine virtuelle Funktionen: Darf nur reine virtuelle Funktionen enthalten.
• Keine implementierten Funktionen: Funktionen nicht mit Implementierungen enthalten.
• Keine Mitgliedsvariablen: keine Mitgliedsvariablen enthalten.
• Keine Konstrukteure oder Zerstörer: In der Regel haben Konstruktoren oder Zerstörer.
• Implementierungsanforderung: Jede Klasse, die eine Schnittstelle implementiert, muss eine Implementierung für alle in der Schnittstelle definierten reinen virtuellen Funktionen bereitstellen. Da es keine implementierten Funktionen oder Mitgliedervariablen gibt, muss die Implementierungsklasse alle Funktionen bereitstellen.

In der Praxis geht es bei der Unterscheidung zwischen abstrakten Klassen und Schnittstellen in C eher um die Entwurfsabsicht und die Verwendung als um strenge Sprachkonstrukte. Durch die Verwendung abstrakter Klassen mit nur reinen virtuellen Funktionen können Sie den Effekt einer Schnittstelle erzielen, während abstrakte Klassen mit gemischten Implementierungen und Mitgliedervariablen mehr Flexibilität im Klassendesign bieten.

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