抽象クラス ― 純粋仮想関数でインターフェースを決める

導入

「鳴く動物」を作りたいが、Animal 自体を実体化する意味はない――中身は子に必ず実装させたい。そんなときは「純粋仮想関数」を使い、そのクラスを「抽象クラス（インターフェース）」にします。

説明

virtual void speak() = 0; のように = 0 を付けると「純粋仮想関数」になります。中身を持たず、子に実装を強制します。純粋仮想関数を1つでも持つクラスは「抽象クラス」となり、それ自体はインスタンス化できません。

flowchart TB
  S["Shape（抽象クラス）<br/>virtual double area() = 0;<br/>※実体は作れない"]
  S --> C["Circle : area() を実装"]
  S --> R["Rectangle : area() を実装"]

#include <iostream>
using namespace std;

class Shape {
public:
    virtual double area() const = 0;   // 純粋仮想関数（中身なし）
    virtual ~Shape() {}                // 仮想デストラクタ（次レッスン）
};

class Circle : public Shape {
    double r;
public:
    Circle(double r) : r(r) {}
    double area() const override { return 3.14159 * r * r; }
};

class Rectangle : public Shape {
    double w, h;
public:
    Rectangle(double w, double h) : w(w), h(h) {}
    double area() const override { return w * h; }
};

int main() {
    // Shape s;   // ← エラー（抽象クラスは実体化できない）
    Shape* shapes[] = { new Circle(2), new Rectangle(3, 4) };
    for (Shape* s : shapes) {
        cout << s->area() << endl;   // 12.5664 / 12
    }
    for (Shape* s : shapes) delete s;
    return 0;
}

このように、Shape は「面積を返せる」という約束（インターフェース）だけを決め、実際の計算は各図形に任せます。新しい図形を足したいときは、Shape を継承して area() を実装するだけで済みます。

まとめ

= 0 を付けた純粋仮想関数を持つクラスは抽象クラスになり、子に実装を強制します。これで「共通の約束（インターフェース）」を定義でき、拡張に強い設計ができます。C++ に interface キーワードはなく、これがその役割を果たします。