【面试题笔记】C++继承和多态常见高频经典面试题

1.继承相关习题

1.1 什么是菱形继承？菱形继承的问题是什么？

菱形继承：菱形继承是多继承的一种特殊情况。两个中间类继承父类，而派生类继承了两个中间类，从而在继承关系上呈现出一种菱形。如下图所示：

**菱形继承的问题：**从下面的对象成员模型构造，可以看出菱形继承有数据冗余和二义性的问题。在Assistant的对象中Person成员会有两份。

1.2 什么是菱形虚拟继承？如何解决数据冗余和二义性的

**菱形虚拟继承：**虚拟继承可以解决菱形继承的二义性和数据冗余的问题。如下面的继承关系，在Student和Teacher的继承Person时使用虚拟继承，即可解决问题。需要注意的是，虚拟继承不要在其他地方去使用。

class Person
 {
 public :
    string _name ; // 姓名
};
 class Student : virtual public Person
 {
 protected :
    int _num ; //学号
};
 class Teacher : virtual public Person
 {
 protected :
    int _id ; // 职工编号
};
 class Assistant : public Student, public Teacher
 {
 protected :
    string _majorCourse ; // 主修课程
};
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

**如何解决数据冗余和二义性：**这里是通过两个指针，指向的一张表。这两个指针叫虚基表指针，这两个表叫虚基表。虚基表中存的偏移量。通过偏移量可以找到下面的之前冗余的成员。可以通过下图加深理解。

1.3 继承和组合的区别？什么时候用继承？什么时候用组合？

继承和组合的区别： 继承允许你根据基类的实现来定义派生类的实现。这种通过生成派生类的复用通常被称为白箱复用(white-box reuse)。术语“白箱”是相对可视性而言：在继承方式中，基类的内部细节对子类可见 。继承一定程度破坏了基类的封装，基类的改变，对派生类有很大的影响。派生类和基类间的依赖关系很强，耦合度高。
对象组合是类继承之外的另一种复用选择。新的更复杂的功能可以通过组装或组合对象来获得。对象组合要求被组合的对象具有良好定义的接口。这种复用风格被称为黑箱复用(black-box reuse)，因为对象的内部细节是不可见的。对象只以“黑箱”的形式出现。 组合类之间没有很强的依赖关系，耦合度低。优先使用对象组合有助于你保持每个类被封装。
什么时候用继承： 继承是一种is-a的关系。也就是说每个派生类对象都是一个基类对象。
什么时候用组合： 组合是一种has-a的关系。假设B组合了A，每个B对象中都有一个A对象。

2.多态相关习题

2.1 inline函数可以是虚函数吗？

可以。调用时，如果不构成多态，这个函数保持inline属性。如果构成多态，这个函数就没有inline属性了，因为调用是到对象的虚函数表中找到虚函数地址，实现调用无法使用inline属性。注意：在类中实现的函数默认就是内联函数。

2.2 静态成员可以是虚函数吗？

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。

2.3构造函数可以是虚函数吗？

构造函数成为虚函数没有价值，虚函数的意思是构成多态调用，那么多态调用要去虚函数表中查找。虚函数，对象中虚函数表指针，是在构造函数初始化列表阶段才初始化的。

2.4析构函数可以是虚函数吗？什么场景下析构函数是虚函数？

可以，并且最好把基类的析构函数定义成虚函数。

2.5对象访问普通函数快还是虚函数更快？

如果不构成多态，都是编译器确定调用函数的地址，那么他们一样快。
如果构成多态，那么是虚函数调是运行时去虚函数表中确定函数地址，普通函数编译时直接确定地址，那么普通函数更快。

2.6虚函数表是在什么阶段生成的，存在哪的？

虚函数表是在编译阶段就生成的，一般情况下存在代码段(常量区)的。

2.7程序阅读题1

2.8程序阅读题2

2.9程序阅读题3