面向对象设计是一种思想，而C++恰好是一种面向对象的语言，在C++中设计类一般都会采用继承基类（父类），设计派生类（子类），继承和动态绑定的结合就巧妙的实现了实际的问题。但是如何设计出一个强大的类呢？今天在学习了纯虚函数以后，我又觉得分层设计的思想真的是一个非常棒的设计思想。
在C++中，类的分层设计是一种高效且灵活的面向对象编程策略，它通过抽象类和纯虚函数的应用，使代码结构更加清晰，可扩展性更强。纯虚函数是这个设计模式的关键要素，它允许我们创建抽象基类，这些基类定义了一组必须由派生类实现的接口，但本身不能被实例化。
纯虚函数是通过在函数声明末尾添加`= 0`来定义的，例如`virtual func() const = 0;`。这样的函数在基类中声明后，使得含有纯虚函数的类成为抽象类。抽象类的主要用途是作为其他类的基类，它们提供了一个统一的接口，而具体实现则留给派生类。这样做有助于实现代码的解耦，提高代码的复用性和可维护性。
在分层设计中，抽象类通常位于层次结构的顶层，它定义了所有派生类都需要遵循的公共行为。例如，如果有一个基类`Person`，那么我们可以定义一个抽象类如`AbstractStudent`，它包含`Person`的共性特征，并且添加一些学生特有的纯虚函数，如`study()`和`attendClasses()`。这样，具体的`Undergraduate`、`Graduate`等学生类可以从`AbstractStudent`派生，只需实现这些纯虚函数即可，无需关心其他派生类的实现细节。
分层设计的一个显著优点是降低了复杂性。如果直接从基类派生大量特定的类，会导致大量的重复代码和过度的类膨胀。通过引入抽象类，我们可以把共同的特性提取出来，派生类只需要关注自身的独特部分，从而减少代码的冗余。此外，这种设计还有利于后期的修改和扩展，因为添加新的功能或改变现有行为只需要在适当的抽象层进行，不影响其他层的代码。
在实际应用中，比如构建一个学校管理系统，我们可以有一个`Person`基类，然后有一个`AbstractEmployee`(抽象员工)和`AbstractStudent`(抽象学生)抽象类，这两个抽象类分别代表教师和服务人员、学生两大类别。接着，我们可以有`Teacher`(教师)、`Staff`(服务人员)、`Undergraduate`(本科生)和`Graduate`(研究生)等具体类，它们继承自相应的抽象类并实现抽象方法。这样的设计使得系统更加模块化，易于管理和维护。
C++中的类分层设计结合纯虚函数，提供了一种强大的机制来组织和管理代码，通过抽象类定义接口，派生类实现具体功能，从而实现代码的层次化和模块化。这种设计思路不仅提高了代码的可读性和可维护性，还促进了代码的复用，是C++面向对象编程中不可或缺的设计原则。
