三、面向对象
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2026-04-28
C++构造函数有几种，分别什么作用？
- 默认构造函数
如果没有显式定义任何构造函数，编译器会自动生成一个默认构造函数。
如果定义了其他构造函数，编译器不会自动生成默认构造函数，除非显式声明 = default。
- 参数化构造函数
允许在创建对象时传入参数，直接初始化成员变量。
可以重载多个版本以适应不同的初始化需求。
- 拷贝构造函数
形式为ClassName(const ClassName& other)，用于深拷贝或浅拷贝。
如果未定义，编译器会生成一个默认的拷贝构造函数（按成员浅拷贝）。
- 移动构造函数(C++11)
形式为 ClassName(ClassName&& other)，用于“窃取”临时对象（右值）的资源，避免不必要的拷贝。
典型应用场景：STL容器、智能指针等需要高效资源管理的场景。
- 委托构造函数(C++11)
允许一个构造函数调用同类中的其他构造函数，避免代码重复。
示例：ClassName() : ClassName(0, 0) {}。
- 继承构造函数(C++11)
派生类通过using Base::Base直接继承基类的构造函数（C++11特性）。
注意：继承的构造函数不会初始化派生类新增的成员。
什么是构造函数和析构函数？构造函数和析构函数可以是虚函数吗？为什么？
构造函数是用于初始化对象的特殊成员函数，析构函数是对象销毁时自动调用，用于清理资源的特殊成员函数。
构造函数不能被声明为虚函数，构造期间虚表指针尚没有完全建立，而虚函数调用需要通过虚表，而构造期间这个机制不起作用。
析构函数可以声明为虚函数（特别是基类析构函数），确保通过基类指针删除派生类对象时调用正确的析构函数链，避免资源泄漏和未定义行为，如果不是虚函数，通过基类指针删除派生类对象会导致派生类部分未被正确销毁。
重载和重写，又追着问virtual 和 override的区别？
- 重载（Overload）：函数名相同，参数不同，发生在同一个作用域（类内）。
即在同一个类里，函数名字一样，但参数不一样，编译器自己能分清。
- 重写（Override）：派生类中重写父类的虚函数，函数名、参数、返回值完全相同，使用virtual 和 override 关键字。
virtual 是用在父类函数上，告诉编译器：“这个函数以后可能会被重写”，所以真正调用哪个版本，要在运行时决定。； override 是用在子类函数上，告诉编译器：“我就是要重写你父类的函数”。
C++怎么实现多态？
C++多态分为编译时多态和运行时多态：
编译时多态：通过函数重载和模板实现
运行时多态：通过虚函数和继承实现
虚函数表(vtable)：每个包含虚函数的类都有一个虚函数表，存储虚函数地址
虚指针(vptr)：每个对象包含一个指向其类虚函数表的指针
动态绑定：通过vptr在运行时确定调用哪个函数实现
C++ 中的虚函数和纯虚函数有什么区别？
虚函数(virtual function)是在基类中用virtual关键字声明的成员函数，允许派生类重写实现，实现运行时多态。
纯虚函数(pure virtual function)是在虚函数声明后加=0的函数，没有默认实现，强制派生类必须重写，并使所在类成为抽象类(不能实例化)。
通俗意义上可以这么理解：
虚函数就像是基类说"父类有这个功能，子类可以按需修改"；纯虚函数则是基类说"我规定必须有这个功能，但具体怎么实现你们子类自己决定"。
虚函数怎么实现的？
第一，虚函数表（vtable）：每个类有一个虚表，存储该类的虚函数地址列表。
如果某个类有虚函数，编译器就会自动生成这张表。
第二，虚指针（vptr）： 每个含虚函数的类对象都有一个隐藏的成员，叫虚指针，指向当前类的虚表，这个指针用于运行时确定函数的真实调用目标。
第三，调用过程： 当通过基类指针或引用调用一个虚函数时，程序会：
先找到对象里的 vptr；
然后根据 vptr 找到对应类的 vtable；
再从 vtable 中取出正确的函数地址并调用它。
第四，动态绑定（多态）： 这种通过虚表间接调用函数的方式，就是运行时多态。它让程序在运行时决定调用哪个类的函数，而不是编译时决定。
多重继承的优缺点及菱形继承问题
多重继承允许一个类同时从多个基类继承特性和行为，增强了代码复用性和表达能力。
但其主要缺点是引入名称冲突、复杂性增加和菱形继承问题。
菱形继承会导致最派生类包含多个同一基类子对象，引发二义性和数据冗余，通常需要通过虚继承来解决。
如何禁止一个类被继承
在C++中，禁止类被继承的核心方法是使用final关键字（C++11及以上标准）。
当final修饰类时，该类成为“最终类”，任何尝试继承它的派生类都会导致编译错误。
此外，C++11之前可通过基类构造函数私有化+虚继承+友元类的组合实现类似效果，但这种方式复杂且易出错，现已被final取代。
深拷贝和浅拷贝的区别？
浅拷贝(Shallow Copy)仅复制对象的成员变量值，包括指针变量的地址；
深拷贝(Deep Copy)会递归复制对象及其所有子对象，包括为指针成员分配新内存并复制内容，创建完全独立的新对象；
在C++中，当类包含指针成员时，浅拷贝会导致两个对象共享同一块内存，而深拷贝则让每个对象拥有自己独立的内存空间；
在c++中this指针的原理及存储位置
浅拷贝(Shallow Copy)仅复制对象的成员变量值，包括指针变量的地址；
深拷贝(Deep Copy)会递归复制对象及其所有子对象，包括为指针成员分配新内存并复制内容，创建完全独立的新对象；
在C++中，当类包含指针成员时，浅拷贝会导致两个对象共享同一块内存，而深拷贝则让每个对象拥有自己独立的内存空间；
C++如何实现一个单例模式？
单例模式（Singleton Pattern）确保某个类在程序运行期间只能有一个实例，并提供一个全局访问点。
常见的 C++ 实现方式：
饿汉式：程序启动时立即创建
懒汉式：第一次使用时才创建，线程不安全
双检锁（懒汉式 + 线程安全）：加锁或使用 std::call_once
C++11 局部静态变量（Magic Static）:推荐使用这样，因为这种情景下线程是安全的