劍指XX游戲(四)-輕松搞定面試中的“虛”-創(chuàng)新互聯(lián)

提要

    今天要整理的知識點是C++中有關虛的一切。

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    包括：虛函數(shù)，純虛函數(shù)，虛基類，虛繼承...

1.什么是虛函數(shù)，有什么作用？

在基類用virtual聲明成員函數(shù)為虛函數(shù)。這樣就可以在派生類中重新定義此函數(shù)，為它賦予新的功能，并能方便地被調(diào)用。在類外定義虛函數(shù)時，不必再加virtual。該函數(shù)就是虛函數(shù)了。虛函數(shù)是多態(tài)性的基礎，其調(diào)用的方式是動態(tài)聯(lián)編（程序運行時才決定調(diào)用基類的還是子類）。虛函數(shù)的作用是允許在派生類中重新定義與基類同名的函數(shù)，并且可以通過基類指針或引用來訪問基類和派生類中的同名函數(shù)，達到多態(tài)的目的。

2.什么是純虛函數(shù)，什么是純虛類，有什么作用？

純虛函數(shù)只有函數(shù)的名字而不具備函數(shù)的功能，不能被調(diào)用。它只是通知編譯系統(tǒng):“在這里聲明一個虛函數(shù)，留待派生類中定義”。在派生類中對此函數(shù)提供定義后，它才能具備函數(shù)的功能，可被調(diào)用。聲明純虛函數(shù)的一般形式是
              virtual 函數(shù)類型 函數(shù)名 (參數(shù)表列)=0;

純虛類也稱抽象類，凡是包含純虛函數(shù)的類都是抽象類。因為純虛函數(shù)是不能被調(diào)用的，包含純虛函數(shù)的類是無法建立對象的。

抽象類的作用是作為一個類族的共同基類，或者說，為一個類族提供一個公共接口。

3.為什么有的類的析構(gòu)函數(shù)需要設為virtual？是否每個類的析構(gòu)函數(shù)都要設置成virtual?是否可以將析構(gòu)函數(shù)設置成內(nèi)聯(lián)函數(shù)。

這樣做是為了當用一個基類的指針刪除一個派生類的對象時，派生類的析構(gòu)函數(shù)會被調(diào)用。
當然，并不是要把所有類的析構(gòu)函數(shù)都寫成虛函數(shù)。因為當類里面有虛函數(shù)的時候，編譯器會給類添加一個虛函數(shù)表，里面來存放虛函數(shù)指針，這樣就會增加類的存儲空間。所以，只有當一個類被用來作為基類的時候，才把析構(gòu)函數(shù)寫成虛函數(shù)。

可以。

4.析構(gòu)函數(shù)是否可以是純虛函數(shù)？

可以，當需要定義一個抽象類，如果其中沒有其他合適的函數(shù)，可以把析構(gòu)函數(shù)定義為純虛的。

5.是否可以將構(gòu)造函數(shù)聲明為virtual?

虛函數(shù)的意思就是開啟動態(tài)綁定，程序會根據(jù)對象的動態(tài)類型來選擇要調(diào)用的方法。然而在構(gòu)造函數(shù)運行的時候，這個對象的動態(tài)類型還不完整，沒有辦法確定它到底是什么類型，故構(gòu)造函數(shù)不能動態(tài)綁定。（動態(tài)綁定是根據(jù)對象的動態(tài)類型而不是函數(shù)名，在調(diào)用構(gòu)造函數(shù)之前，這個對象根本就不存在，它怎么動態(tài)綁定？）

6.是否可以在析構(gòu)函數(shù)或者構(gòu)造函數(shù)中調(diào)用虛函數(shù)？

在構(gòu)造函數(shù)不要調(diào)用虛函數(shù)。在基類構(gòu)造的時候，虛函數(shù)是非虛，不會走到派生類中，既是采用的靜態(tài)綁定。顯然的是：當我們構(gòu)造一個子類的對象時，先調(diào)用基類的構(gòu)造函數(shù)，構(gòu)造子類中基類部分，子類還沒有構(gòu)造，還沒有初始化，如果在基類的構(gòu)造中調(diào)用虛函數(shù)，如果可以的話就是調(diào)用一個還沒有被初始化的對象，那是很危險的，所以C++中是不可以在構(gòu)造父類對象部分的時候調(diào)用子類的虛函數(shù)實現(xiàn)。但是不是說你不可以那么寫程序，你這么寫，編譯器也不會報錯。只是你如果這么寫的話編譯器不會給你調(diào)用子類的實現(xiàn)，而是還是調(diào)用基類的實現(xiàn)。

 在析構(gòu)函數(shù)中也不要調(diào)用虛函數(shù)。在析構(gòu)的時候會首先調(diào)用子類的析構(gòu)函數(shù)，析構(gòu)掉對象中的子類部分，然后在調(diào)用基類的析構(gòu)函數(shù)析構(gòu)基類部分，如果在基類的析構(gòu)函數(shù)里面調(diào)用虛函數(shù)，會導致其調(diào)用已經(jīng)析構(gòu)了的子類對象里面的函數(shù)，這是非常危險的。

7.什么叫虛繼承？有什么作用？

虛繼承，就是在被繼承的類前面加上virtual關鍵字，這時被繼承的類稱為虛基類。虛繼承在多重繼承的時可以防止二義性。主要用在如下的菱形繼承：

class A class B1:public virtual A; class B2:public virtual A; class D:public B1,public B2;

由于共享所以不必要在對象內(nèi)存中保存多份虛基類子對象的拷貝，這樣較之多繼承節(jié)省空間。虛擬繼承與普通繼承不同的是，虛擬繼承可以防止出現(xiàn)diamond繼承時，一個派生類中同時出現(xiàn)了兩個基類的子對象。也就是說，為了保證這一點，在虛擬繼承情況下，基類子對象的布局是不同于普通繼承的。因此，它需要多出一個指向基類子對象的指針。

8.什么是虛函數(shù)表？

為實現(xiàn)動態(tài)聯(lián)編，編譯器為每個包含虛函數(shù)的類創(chuàng)建一個表,稱為vtable，在vtable中，編譯器放置了特定類的虛函數(shù)地址，在每個帶有虛函數(shù)的類中編譯器會秘密地設置一個虛函數(shù)表指針，稱為vptr，指向?qū)ο蟮膙table，通過基類指針做虛函數(shù)調(diào)用時，也就是多態(tài)調(diào)用時，編譯器靜態(tài)地插入取得這個vptr，并在vtable表種查找函數(shù)地址的代碼，這樣就能調(diào)用正確的函數(shù)。

9.什么是動態(tài)聯(lián)編？

動態(tài)聯(lián)編是指在程序執(zhí)行的時候才將函數(shù)實現(xiàn)和函數(shù)調(diào)用關聯(lián)，因此也叫運行時綁定或者晚綁定，動態(tài)聯(lián)編對函數(shù)的選擇不是基于指針或者引用，而是基于對象類型，不同的對象類型將做出不同的編譯結(jié)果。C++中一般情況下聯(lián)編也是靜態(tài)聯(lián)編，但是一旦涉及到多態(tài)和虛擬函數(shù)就必須要使用動態(tài)聯(lián)編了。

10.什么是RTTI？

RTTI(Run-Time Type Information)運行時類型檢查的英文縮寫，它提供了運行時確定對象類型的方法，通過RTTI，能夠通過基類的指針或引用來檢索其所指對象的實際類型。c++通過下面兩個操作符提供RTTI：

（1）typeid：返回指針或引用所指對象的實際類型。
（2）dynamic_cast：將基類類型的指針或引用安全的轉(zhuǎn)換為派生類型的指針或引用。
對于帶虛函數(shù)的類，在運行時執(zhí)行RTTI操作符，返回動態(tài)類型信息；對于其他類型，在編譯時執(zhí)行RTTI，返回靜態(tài)類型信息。

參考

眾網(wǎng)友博客

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本文題目：劍指XX游戲(四)-輕松搞定面試中的“虛”-創(chuàng)新互聯(lián)
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