纯虚函数定义：

virtual void release(void* ptr) const = 0;
virtual void* allocate(size_t byte_size) const = 0;

对于上述代码第二行：返回值类型是 void*，不是 void

• void   → 表示“没有类型 / 没有返回值”
• void*  → 表示“指向未知类型对象的指针”

这里直接解引用是的非法的， 必须先转换类型：

void* p = alloc.allocate(16);
*p = 1;   // ❌ 编译错误

int* ip = static_cast<int*>(p);
*ip = 42;  // ✅

= 0 的精确定义

纯虚函数（pure virtual function）表示：这个类本身不提供该函数的实现，任何可实例化的派生类都必须提供实现。

抽象类不能被实例化
DeviceAllocator a; // ❌ 编译错误
抽象类可以作为“接口类型”被指针 / 引用指向
std::unique_ptr<DeviceAllocator> p; // ✅

只要存在至少一个纯虚函数 (=0)，这个类就是抽象类
派生类若不实现所有纯虚函数，也仍然是抽象类

纯虚函数是一种“强制接口契约（interface contract）”

• 返回类型、参数列表、const 限定符
• 都是 ABI / 接口规范的一部分
• 派生类必须 完全遵守 这个签名

虚函数有定义函数体和不定义两种，如果不定义的话，在派生类中有哪些方式去实现？

当一个**虚函数在基类中“没有函数体”**时，实际上只有两种情况：

👉 不存在第三种。

二、情况一：纯虚函数（= 0）——最常见、最规范

基类

struct Base {
  virtual void f() = 0;
};

含义：

Base 不提供实现
所有可实例化的派生类必须实现

派生类实现方式（唯一正确方式）

struct Derived : Base {
  void f() override {
    // 实现
  }
};

注意点：

• override 强烈建议写（不是必须，但几乎是业界标准）

• 函数签名 必须完全一致

  • 返回值
  • 参数
  • const
  • noexcept（C++17+）

否则不算实现。

三、情况二：虚函数声明但未定义（非常危险）

基类

struct Base {
  virtual void f();   // 注意：没有 =0
};

这是合法的吗？
👉 语法合法

但它意味着：

Base 声称“我有一个虚函数 f”，
但你在任何地方都找不到它的实现。

如果派生类实现了 —— 可以工作

struct Derived : Base {
  void f() override {
    // 实现
  }
};

✔ 编译
✔ 链接
✔ 运行

如果派生类没有实现 —— 链接期炸

struct Derived : Base {
};

错误不是编译错误，而是：

❌ 链接错误（undefined reference to Base::f）

因为：

• vtable 里需要一个 Base::f
• 但你没提供任何实现

👉 这是 C++ 新手非常容易踩的坑

四、纯虚函数“也可以有定义”？（高阶知识点）

这是很多人不知道的，但你现在的理解水平已经可以接受这个事实了。

语法上是允许的：

struct Base {
  virtual void f() = 0;
};

void Base::f() {
  // 基类实现
}

这是什么意思？

• Base 仍然是抽象类（因为 =0）
• 派生类 仍然必须实现
• 但派生类可以显式调用基类版本

派生类调用基类纯虚实现

struct Derived : Base {
  void f() override {
    Base::f();  // 合法！
    // 扩展逻辑
  }
};

👉 这种模式用于：

• 公共检查逻辑
• 通用前处理 / 后处理
• hook / template method 模式

五、派生类实现虚函数的“全部方式”总结

✅ 标准 override（最常见）

void f() override { ... }

✅ 不写 override（合法但不推荐）

void f() { ... }

❌ 签名不一致（不会覆盖）

void f() const;   // ❌ 如果基类没有 const

结果：

• 不是 override
• 基类纯虚函数仍未实现
• 派生类仍是抽象类

✅ 使用 final（禁止再被重写）

void f() override final { ... }