C++の抽象クラス（Abstract Class）とは？使い方と役割をわかりやすく解説！

C++では、複数のクラスで共通する「機能の枠組み（インターフェース）」を定義したいときに、抽象クラス（Abstract Class）という仕組みを使います。 これは「中身のない関数（＝純粋仮想関数）」を含んだクラスのことで、派生クラス（子クラス）で具体的な実装を強制するために使います。

この記事では、抽象クラスの意味や使い方、メリットと注意点について初心者にもわかりやすく解説します。

抽象クラスとは？

抽象クラスとは、少なくとも1つ以上の純粋仮想関数（virtual 戻り値 関数名() = 0）を含むクラスのことです。 このクラスは直接インスタンス（オブジェクト）を作ることはできません。

基本構文

class クラス名 {
public:
    virtual void 関数名() = 0;  // 純粋仮想関数（抽象クラスになる）
};

このように、= 0 を付けた仮想関数を含むと、そのクラスは抽象クラスとなります。

抽象クラスの例

#include <iostream>
using namespace std;

// 抽象クラス
class Shape {
public:
    virtual void draw() = 0;  // 純粋仮想関数
};

// 派生クラス
class Circle : public Shape {
public:
    void draw() override {
        cout << "円を描きます。" << endl;
    }
};

class Square : public Shape {
public:
    void draw() override {
        cout << "四角を描きます。" << endl;
    }
};

int main() {
    Shape* s1 = new Circle();
    Shape* s2 = new Square();

    s1->draw();  // 円を描きます。
    s2->draw();  // 四角を描きます。

    delete s1;
    delete s2;
    return 0;
}

このように、抽象クラス Shape は draw() というインターフェースだけを定義し、具体的な処理は子クラス（Circle や Square）で定義されています。

抽象クラスを使うメリット

1. 共通インターフェースを定義できる
   複数のクラスで統一された操作を保証できる。
2. 実装の強制ができる
   子クラスに必ず関数を定義させることができる。
3. ポリモーフィズムが活用できる
   親クラスのポインタで子クラスの機能を動的に呼び出せる。

注意点

• 抽象クラス自体からはインスタンスを作れません。
• すべての純粋仮想関数を子クラスでオーバーライドしないと、子クラスも抽象クラスになります。
• 抽象クラスはポインタや参照で扱うのが基本です。

抽象クラスとインターフェースの違い

C++には「インターフェース」という明確な構文はありませんが、すべての関数が純粋仮想関数で、メンバ変数を持たない抽象クラスを「インターフェース」として扱うことが一般的です。

まとめ

C++の抽象クラスは、複数の派生クラスに共通のルールや操作を定義するための強力な設計ツールです。 純粋仮想関数と組み合わせることで、柔軟かつ安全なプログラム設計が可能になります。

まずは抽象クラスを使って、複数のクラスを共通のインターフェースで扱う体験をしてみましょう！