劍指XX游戲(四) - 輕松搞定面試中的“虛”

提要

       今天要整理的知識點是C++中有關虛的一切。

       包括：虛函數，純虛函數，虛基類，虛繼承...

1.什么是虛函數，有什么作用？

在基類用virtual聲明成員函數為虛函數。這樣就可以在派生類中重新定義此函數，為它賦予新的功能，并能方便地被調用。在類外定義虛函數時，不必再加virtual。該函數就是虛函數了。虛函數是多態性的基礎，其調用的方式是動態聯編（程序運行時才決定調用基類的還是子類）。虛函數的作用是允許在派生類中重新定義與基類同名的函數，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，達到多態的目的。

2.什么是純虛函數，什么是純虛類，有什么作用？

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

純虛類也稱抽象類，凡是包含純虛函數的類都是抽象類。因為純虛函數是不能被調用的，包含純虛函數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函數需要設為virtual？是否每個類的析構函數都要設置成virtual?是否可以將析構函數設置成內聯函數。

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，派生類的析構函數會被調用。
當然，并不是要把所有類的析構函數都寫成虛函數。因為當類里面有虛函數的時候，編譯器會給類添加一個虛函數表，里面來存放虛函數指針，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，才把析構函數寫成虛函數。

可以。

4.析構函數是否可以是純虛函數？

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，可以把析構函數定義為純虛的。

5.是否可以將構造函數聲明為virtual?

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

6.是否可以在析構函數或者構造函數中調用虛函數？

在構造函數不要調用虛函數。在基類構造的時候，虛函數是非虛，不會走到派生類中，既是采用的靜態綁定。顯然的是：當我們構造一個子類的對象時，先調用基類的構造函數，構造子類中基類部分，子類還沒有構造，還沒有初始化，如果在基類的構造中調用虛函數，如果可以的話就是調用一個還沒有被初始化的對象，那是很危險的，所以C++中是不可以在構造父類對象部分的時候調用子類的虛函數實現。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用子類的實現，而是還是調用基類的實現。

 在析構函數中也不要調用虛函數。在析構的時候會首先調用子類的析構函數，析構掉對象中的子類部分，然后在調用基類的析構函數析構基類部分，如果在基類的析構函數里面調用虛函數，會導致其調用已經析構了的子類對象里面的函數，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;

8.什么是虛函數表？

為實現動態聯編，編譯器為每個包含虛函數的類創建一個表,稱為vtable，在vtable中，編譯器放置了特定類的虛函數地址，在每個帶有虛函數的類中編譯器會秘密地設置一個虛函數表指針，稱為vptr，指向對象的vtable，通過基類指針做虛函數調用時，也就是多態調用時，編譯器靜態地插入取得這個vptr，并在vtable表種查找函數地址的代碼，這樣就能調用正確的函數。

9.什么是動態聯編？

動態聯編是指在程序執行的時候才將函數實現和函數調用關聯，因此也叫運行時綁定或者晚綁定，動態聯編對函數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果。C++中一般情況下聯編也是靜態聯編，但是一旦涉及到多態和虛擬函數就必須要使用動態聯編了。

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換為派生類型的指針或引用。
對于帶虛函數的類，在運行時執行RTTI操作符，返回動態類型信息；對于其他類型，在編譯時執行RTTI，返回靜態類型信息。

參考

眾網友博客