【C++】多态常见面试问题

我就是我 2023-07-22 03:45 11阅读 0赞

## 1. **什么是多态？** ##

答：**多态**，通俗来说，就是多种形态，具体点**就是去完成某个行为，当不同的对象去完成时会产生出不同的状态。**  
其中多态又分为**动态多态**和**静态多态**。  
**静态多态：在程序编译期间确定了程序的行为。**  
**动态多态：在程序运行期间，根据具体拿到的对象确定程序的具体行为，调用具体的函数**

## 2. **什么是重载、重写（覆盖）、重定义（隐藏）？** ##

答：**重载**：指函数名相同，返回值可以不同，但形参列表（参数个数或类型或顺序）必须不同。两个函数在同一作用域。  
**重写（覆盖）**：派生类中有一个跟基类完全相同的虚函数，称子类的虚函数重写了基类的虚函数。其中：  
（1）两个函数分别在基类和派生类的作用域；  
（2）函数名、参数、返回值都必须相同；  
（3）两个函数必须是虚函数。  
**重定义（隐藏）**：两个基类和派生类的同名函数不构成重写就是重定义。其中：  
（1）两个函数分别在基类和派生类的作用域；  
（2）函数名相同，返回值可以不同；  
（3）如果派生类的函数与基类的函数同名，但是参数不同，此时，不论有无virtual关键字，基类的函数将被隐藏（注意别与重载混淆）；  
（4）如果派生类的函数与基类的函数同名，并且参数也相同，但是基类函数没有virtual关键字，此时，基类的函数被隐藏（注意别与覆盖混淆）

## 3. **多态的实现原理** ##

答：编译器发现一个类中有虚函数，便会立即为此类生成虚函数表vtable。虚函数表的各表项为指向对应虚函数的指针。编译器还会为此类中隐含插入一个指针vptr（对vc编译器说，它插在类的第一位置上）指向虚函数表。调用此类的构造函数时，在类的构造函数中，编译器会隐含执行vptr与vtable的关联代码，将vptr指向相应的vtable，将类与此类的vtable联系起来。另外在调用类的构造函数时，指向基础类的指针此时已经变成指向具体的类的this指针，这样依靠此this指针即可得到正确的vtable,如此才能真正与函数体进行连接，这就是动态联编，实现多态的基本原理。  
虚函数是实现多态的基础。

## 4. inline函数可以是虚函数吗？ ##

答：不能。因为inline函数没有地址，无法把地址放到虚函数表中。

## 5. 静态成员可以是虚函数吗？ ##

答：不能。因为静态成员函数没有this指针，使用类型::成员函数的调用方式无法访问虚函数表，所以静态成员函数无法放进虚函数表。

## 6. 构造函数可以是虚函数吗？ ##

答：不能。因为对象中的虚函数表指针是在构造函数初始化列表阶段才初始化的。

## 7. 析构函数可以是虚函数吗？什么场景下析构函数是虚函数？ ##

答： **析构函数可以是虚函数，而且当要使用基类指针或引用调用子类时，最好将基类的析构函数声明为虚函数，否则可以存在内存泄露的问题。**  
虚函数的目的就是通知系统在函数调用时能够自动识别对应的类对象类型，从而能够根据指针所指类型调用对应的类对象，实现函数调用时的多态性。 对于析构函数而言，同样适用于上述规则。如果析构函数不是虚函数，那么在调用该函数时（对象被删除时）则只会调用当前对象对应的类的析构函数，这对于直接定义的对象是没有什么影响的，但是对于使用基类指向派生类的指针而言，因为基类指针实际上是基类类型，所以析构时自然只会调用基类的析构函数，这就可能产生内存泄漏（因为派生类的析构函数不被调用）。所以如果确定程序中有基类指针指向派生类的问题，则必须将基类的析构函数指定为虚函数，如此才能确保NEW出来的对象被正确的DELETE。

## 8. 对象访问普通函数快还是虚函数更快？ ##

答：首先如果是普通对象，是一样快的。如果是指针对象或者是引用对象，则调用的普通函数快，因为构成多态，运行时调用虚函数需要到虚函数表中去查找。

## 9. 虚函数表是在什么阶段生成的，存在哪的？ ##

答：虚函数表是在编译阶段就生成的，一般情况下存在代码段中。

## 10. 什么是抽象类？抽象类的作用？ ##

答：包含纯虚函数的类叫做抽象类，抽象类不能实例化出对象。  
抽象类的作用：抽象类强制重写了虚函数，另外抽象类体现了接口继承关系。