C++高频面试知识总结 part1

面向对象

1.什么是类？
2.面向对象程序设计思想？
3.多态的实现？
4.动态多态的作用？
5.动态绑定的实现？
6.纯虚函数的作用以及实现？
7.虚函数表如何维护？
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8.C++ struct和类的区别？
9.C++中类成员的访问权限？

1.什么是类？

是一种用户定义的数据类型，包含了数据成员和函数成员。数据成员存储与类相关的状态，函数成员定义对数据进行操作的方法。

2.面向对象程序设计思想？

面向对象程序设计（OOP）有三大特征，封装继承和多态。
封装：将数据属性和操作方法打包，形成独立的对象，只暴露必要的接口。
继承：允许子类继承父类的属性和方法，并且可以创建新的方法。
多态：不同类的对象使用同一接口进行调用，有不同的行为。

3.多态的实现？

静态多态：编译时发生，通过函数重载、运算符重载实现
- 函数重载：参数类型或者数量不同来实现
- 运算符重载：为类定义新的操作符函数
动态多态：运行时发生，通过虚函数实现
- 虚函数：一个函数在基类被声明为虚函数时，可以在派生类重写
- 纯虚函数和抽象类：类中声明一个虚函数不提供实现（=0）包含纯虚函数成为抽象类，抽象类不能被实例化，只能被继承，派生类必须提供纯虚函数的实现。

4.动态多态的作用？

允许运行时通过基类指针或引用调用派生类的方法，使得相同操作有不同的效果。
实现的必要条件：
1.继承：必须有两个类，基类和派生类
2.基类中有虚函数：基类中至少一个函数被virtual关键字声明为虚函数，派生类通常会重写该虚函数
3.基类的指针或引用：需要通过基类的指针或引用掉用虚函数，这样c++运行时才能够根据虚函数表来决定调用哪个函数
4.动态绑定

5.动态绑定的实现？

通过虚函数实现。当我们用基类指针或引用调用一个虚函数，C++会根据对象实际类型决定调用的函数。示例code如下：

//基类
class Animal {virtual void Sound() {std::cout << "animal sound" << std::endl;}
};//派生类
class Dog: public Animal {void Sound() override {std::cout << "Woof" << std::endl;}
};class Cat: public Animal {void Sound() override {std::cout << "Maio" << std::endl;}
};//基类指针调用派生类
Animal* animal = new Dog();
animal->Sound();//输出Woof

6.纯虚函数的作用以及实现？

纯虚函数用于创建抽象类，不能直接实例化，只能被继承，用于定义派生类应当遵循的接口。
作用：

定义接口规范：规定了派生类必须实现的函数，确保各派生类都遵循同一接口规范
阻止基类实例化：不能创建基类的对象，只能创建派生类对象

7.虚函数表如何维护？

当我们定义一个类，并且类中有虚函数时，这个类就会有一个虚函数表，存放类中所有虚函数地址的数组，在编译时，一个类的虚函数表就确定了，它放在了只读数据段中。。每一个实例，只要他的类有虚函数，那么就会有一个指向该虚函数表的指针，虽然不同的实例有自己的虚函数表指针，但是同一个类的所有对象共享一个虚函数表。
比如说：

//基类
class Animal {virtual void Sound() {std::cout << "animal sound" << std::endl;}
};//派生类
class Dog: public Animal {void Sound() override {std::cout << "Woof" << std::endl;}
};class Cat: public Animal {void Sound() override {std::cout << "Maio" << std::endl;}
};Animal* pig = new Animal();
Animal* mouse = new Animal();

pig和mouse都有一个指针指向Animal的虚函数表，但是他们指向的虚函数表是相同的。
上述代码中子类cat继承自Animal，cat类也会有虚函数表，但是sound()函数被重写了，cat类中虚函数表中sound的地址会被替换为cat sound的地址。