c++多态

Irissgwe2026-05-18 10:28

1. 多态的概念

1.1 概念

多态的概念：通俗来说，就是多种形态，具体点就是去完成某个行为，当不同的对象去完成时会 产生出不同的状态。

举个栗子：比如买票这个行为，当普通人买票时，是全价买票 ；学生买票时，是半价买票 ；军人 买票时是优先买票。

再举个栗子： 最近为了争夺在线支付市场，支付宝年底经常会做诱人的扫红包-支付-给奖励金的 活动。那么大家想想为什么有人扫的红包又大又新鲜8块、10块...，而有人扫的红包都是1毛，5 毛....。其实这背后也是一个多态行为。支付宝首先会分析你的账户数据，比如你是新用户、比如 你没有经常支付宝支付等等，那么你需要被鼓励使用支付宝，那么就你扫码金额 = random()%99；比如你经常使用支付宝支付或者支付宝账户中常年没钱，那么就不需要太鼓励你 去使用支付宝，那么就你扫码金额 = random()%1；总结一下：同样是扫码动作，不同的用户扫 得到的不一样的红包，这也是一种多态行为。

2. 多态的定义及实现

2.1多态的构成条件

多态是在不同继承关系的类对象，去调用同一函数，产生了不同的行为 。比如Student继承了 Person。Person对象买票全价，Student对象买票半价。

那么在继承中要构成多态还有两个条件：

1. 必须通过基类的指针或者引用调用虚函数

2. 被调用的函数必须是虚函数，且派生类必须对基类的虚函数进行重写

2.2 虚函数

虚函数：即被virtual修饰的类成员函数称为虚函数。

cpp 复制代码 
class Person {
public:
 virtual void BuyTicket() { cout << "买票-全价" << endl;}
};

2.3虚函数的重写

虚函数的重写(覆盖)：派生类中有一个跟基类完全相同的虚函数 (即派生类虚函数与基类虚函数的 返回值类型、函数名字、参数列表完全相同 )，称子类的虚函数重写了基类的虚函数。

cpp 复制代码 
class Person {
public:
 virtual void BuyTicket() { cout << "买票-全价" << endl; }
};
class Student : public Person {
public:
 virtual void BuyTicket() { cout << "买票-半价" << endl; }
/*注意：在重写基类虚函数时，派生类的虚函数在不加virtual关键字时，虽然也可以构成重写(因
为继承后基类的虚函数被继承下来了在派生类依旧保持虚函数属性),但是该种写法不是很规范，不建议
这样使用*/
/*void BuyTicket() { cout << "买票-半价" << endl; }*/
};
void Func(Person& p)
{ p.BuyTicket(); }
int main()
{
Person ps;
Student st;
Func(ps);
Func(st);
 return 0;
}

虚函数重写的两个例外：

  1. 协变 (基类与派生类虚函数返回值类型不同 ) 派生类重写基类虚函数时，与基类虚函数返回值类型不同。即基类虚函数返回基类对象的指 针或者引用，派生类虚函数返回派生类对象的指针或者引用 时，称为协变。
cpp 复制代码 
class A{};
class B : public A {};
class Person {
public:
//返回基类A的指针
 virtual A* f() {return new A;}
};
class Student : public Person {
public:
//返回子类B的指针
 virtual B* f() {return new B;}
};

此时，我们通过父类Person的指针调用虚函数f，父类指针若指向的是父类对象，则调用父类的虚函数，父类指针若指向的是子类对象，则调用子类的虚函数。

cpp 复制代码 
int main()
{
	Person p;
	Student st;
	//父类指针指向父类对象
	Person* ptr1 = &p;
	//父类指针指向子类对象
	Person* ptr2 = &st;
	//父类指针ptr1指向的p是父类对象，调用父类的虚函数
	ptr1->f(); //A* Person::f()
	//父类指针ptr2指向的st是子类对象，调用子类的虚函数
	ptr2->f(); //B* Student::f()
	return 0;
}
  1. 析构函数的重写 (基类与派生类析构函数的名字不同)

如果基类的析构函数为虚函数 ，此时派生类析构函数只要定义 ，无论是否加virtual关键字 ， 都与基类的析构函数构成重写，虽然基类与派生类析构函数名字不同。

虽然函数名不相同， 看起来违背了重写的规则，其实不然，在继承当中，子类和的析构函数和父类的析构函数构成隐藏的原因就在这里，这里表面上看子类的析构函数和父类的析构函数的函数名不同，但是为了构成重写，编译后析构函数的名字会被统一处理成destructor();。

那父类和子类的析构函数构成重写的意义何在呢？试想以下场景：分别new一个父类对象和子类对象，并均用父类指针指向它们，然后分别用delete调用析构函数并释放对象空间。

cpp 复制代码 
class Person {
public:
 virtual ~Person() {cout << "~Person()" << endl;}
};
class Student : public Person {
public:
 virtual ~Student() { cout << "~Student()" << endl; }
};
// 只有派生类Student的析构函数重写了Person的析构函数，下面的delete对象调用析构函
数，才能构成多态，才能保证p1和p2指向的对象正确的调用析构函数。
int main()
{
	//分别new一个父类对象和子类对象，并均用父类指针指向它们
	Person* p1 = new Person;
	Person* p2 = new Student;

	//使用delete调用析构函数并释放对象空间
	delete p1;
	delete p2;
	return 0;
}

在这种场景下，若是父类和子类的析构函数没有构成重写就可能会导致内存泄漏，因为此时delete p1和delete p2都是调用的父类的析构函数，而我们所期望的是p1调用父类的析构函数，p2调用子类的析构函数，即我们期望的是一种多态行为。

此时只有父类和子类的析构函数构成了重写，才能使得delete按照我们的预期进行析构函数的调用，才能实现多态。因此，为了避免出现这种情况，比较建议将父类的析构函数定义为虚函数。

2.4 C++11 override 和 final

从上面可以看出，C++对函数重写的要求比较严格，但是有些情况下由于疏忽，可能会导致函数 名字母次序写反而无法构成重载，而这种错误在编译期间是不会报出的，只有在程序运行时没有 得到预期结果才来debug会得不偿失，因此：C++11提供了override和final两个关键字，可以帮 助用户检测是否重写。

  1. final ：修饰虚函数，表示该虚函数不能再被重写
cpp 复制代码 
class Car
{
public:
 virtual void Drive() final {}
};
class Benz :public Car
{
public:
 virtual void Drive() {cout << "Benz-舒适" << endl;}
};
  1. override : 检查派生类虚函数是否重写了基类某个虚函数，如果没有重写编译报错。
cpp 复制代码 
class Car{
public:
 virtual void Drive(){}
};
class Benz :public Car {
public:
 virtual void Drive() override {cout << "Benz-舒适" << endl;}
}

2.5 重载、覆盖(重写)、隐藏(重定义)的对比

3. 抽象类

3.1 概念

在虚函数的后面写上 =0 ，则这个函数为纯虚函数 。包含纯虚函数的类叫做抽象类 （也叫接口 类），抽象类不能实例化出对象 。派生类继承后也不能实例化出对象 ，只有重写纯虚函数，派生 类才能实例化出对象 。纯虚函数规范了派生类必须重写 ，另外纯虚函数更体现出了接口继承。

cpp 复制代码 
// 抽象类（接口类）
class Car
{
public:
    // 纯虚函数：在虚函数声明后面加上 = 0
    // 1. 这使得 Car 类成为抽象类
    // 2. 抽象类不能直接创建对象：Car myCar;  编译错误
    // 3. 纯虚函数强制派生类必须重写这个函数
    virtual void Drive() = 0;  // =0 表示这是纯虚函数
};

// Benz 类继承自 Car
class Benz : public Car
{
public:
    // 重写纯虚函数
    // 注意：这里可以不加 virtual 关键字，但加上更清晰表明这是虚函数重写
    // 由于 Benz 重写了所有纯虚函数，所以 Benz 不再是抽象类，可以创建对象
    virtual void Drive()  // override 在C++11中可明确表示重写：void Drive() override
    {
        cout << "Benz-舒适" << endl;
    }
};

// BMW 类继承自 Car
class BMW : public Car
{
public:
    // 同样重写纯虚函数
    // 如果不重写，BMW也会是抽象类，无法创建对象
    virtual void Drive()
    {
        cout << "BMW-操控" << endl;
    }
};

void Test()
{
    // 多态的使用：
    // 1. 虽然不能创建 Car 对象，但可以用 Car 指针指向派生类对象
    // 2. 这是接口继承的体现：通过基类指针统一调用不同派生类的实现
    
    Car* pBenz = new Benz;  // Car指针指向Benz对象
    pBenz->Drive();         // 输出: Benz-舒适
    // 实际调用的是 Benz::Drive()，但通过 Car 接口调用
    
    Car* pBMW = new BMW;    // Car指针指向BMW对象  
    pBMW->Drive();          // 输出: BMW-操控
    // 实际调用的是 BMW::Drive()
    
    // 注意：记得释放内存！
    delete pBenz;
    delete pBMW;
}

3.2 接口继承和实现继承

普通函数的继承是一种实现继承 ，派生类继承了基类函数，可以使用函数，继承的是函数的实 现。虚函数的继承是一种接口继承， 派生类继承的是基类虚函数的接口，目的是为了重写，达成 多态，继承的是接口。 所以如果不实现多态，不要把函数定义成虚函数。

4.多态的原理

4.1虚函数表

cpp 复制代码 
// 这里常考一道笔试题：sizeof(Base)是多少？
class Base
{
public:
 virtual void Func1()
 {
 cout << "Func1()" << endl;
 }
private:
 int _b = 1;
};

通过观察测试我们发现b对象是8bytes，除了_b成员，还多一个虚函数表指针__vfptr 放在对象的前面(注意有些 平台可能会放到对象的最后面，这个跟平台有关)，对象中的这个指针我们叫做虚函数表指针 (v代 表virtual，f代表function)。一个含有虚函数的类中都至少都有一个虚函数表指针 ，因为虚函数 的地址要被放到虚函数表中，虚函数表也简称虚表，。那么派生类中这个表放了些什么呢？我们 接着往下分析

cpp 复制代码 
// 针对上面的代码我们做出以下改造
// 1.我们增加一个派生类Derive去继承Base
// 2.Derive中重写Func1
// 3.Base再增加一个虚函数Func2和一个普通函数Func3
class Base
{
public:
 virtual void Func1()
 {
 cout << "Base::Func1()" << endl;
 }
 virtual void Func2()
 {
 cout << "Base::Func2()" << endl;
 }
 void Func3()
 {
 cout << "Base::Func3()" << endl;
 }
private:
 int _b = 1;
};
class Derive : public Base
{
public:
 virtual void Func1()
 {
 cout << "Derive::Func1()" << endl;
 }
private:
 int _d = 2;
};
int main()
{
 Base b;
 Derive d;
 return 0;
}

通过观察和测试，我们发现了以下几点问题：

  1. 派生类对象d中也有一个虚表指针，d对象由两部分构成，一部分是父类继承下来的成员，另一部分是自己的成员。

  2. 基类b对象和派生类d对象虚表是不一样的，这里我们发现Func1完成了重写，所以d的虚表 中存的是重写的Derive::Func1，所以虚函数的重写也叫作覆盖 ，覆盖就是指虚表中虚函数 的覆盖。重写是语法的叫法，覆盖是原理层的叫法。

  3. 另外Func2继承下来后是虚函数，所以放进了虚表，Func3也继承下来了，但是不是虚函 数，所以不会放进虚表。

  4. **虚函数表本质是一个存虚函数指针的指针数组，**一般情况这个数组最后面放了一个nullptr。

  5. 总结一下派生类的虚表生成：

a.先将基类中的虚表内容拷贝一份到派生类虚表中

b.如果派生 类重写了基类中某个虚函数，用派生类自己的虚函数覆盖虚表中基类的虚函数

c.派生类自己 新增加的虚函数按其在派生类中的声明次序增加到派生类虚表的最后。

  1. 这里还有一个容易混淆的问题：虚函数存在哪的？虚表存在哪的？

答：虚函数存在 虚表，虚表存在对象中。这种回答的是错误的！

注意 ：虚表存的是虚函数指针，不是虚函数 ，虚函数和普通函数一样的，都是存在代码段的 ，只是 他的指针又存到了虚表中。另外对象中存的不是虚表，存的是虚表指针。那么虚表存在哪的 呢？实际我们去验证一下会发现vs下是存在代码段的

4.2多态的原理

上面分析了这个半天了那么多态的原理到底是什么？还记得这里Func函数传Person调用的 Person::BuyTicket，传Student调用的是Student::BuyTicket

cpp 复制代码 
class Person {
public:
 virtual void BuyTicket() { cout << "买票-全价" << endl; }
};
class Student : public Person {
public:
 virtual void BuyTicket() { cout << "买票-半价" << endl; }
};
void Func(Person& p)
{
p.BuyTicket();
}
int main()
{
Person Mike;
 Func(Mike);
Student Johnson;
Func(Johnson);
 return 0;
}

  1. 观察下图的红色箭头我们看到，p是指向mike对象时，p->BuyTicket在mike的虚表中找到虚 函数是Person::BuyTicket。

  2. 观察下图的蓝色箭头我们看到，p是指向johnson对象时，p->BuyTicket在johson的虚表中 找到虚函数是Student::BuyTicket。

  3. 这样就实现出了不同对象去完成同一行为时，展现出不同的形态。

  4. 反过来思考我们要达到多态，有两个条件，一个是虚函数覆盖，一个是对象的指针或引用调 用虚函数。反思一下为什么？

  5. 再通过下面的汇编代码分析，看出满足多态以后的函数调用，不是在编译时确定的，是运行 起来以后到对象的中取找的。不满足多态的函数调用是编译时确认好的。

cpp 复制代码 
void Func(Person* p)
{
 p->BuyTicket();
}
int main()
{
 Person mike;
 Func(&mike);
 mike.BuyTicket();
    
 return 0;
}
// 以下汇编代码，其中跟这个问题不相关的都去掉了
void Func(Person* p)
{
...
 p->BuyTicket();
// p中存的是mike对象的指针，将p移动到eax中
001940DE  mov         eax,dword ptr [p]
// [eax]就是取eax值指向的内容，这里相当于把mike对象头4个字节(虚表指针)移动到了edx
001940E1  mov         edx,dword ptr [eax]
// [edx]就是取edx值指向的内容，这里相当于把虚表中的头4字节存的虚函数指针移动到了eax
00B823EE  mov         eax,dword ptr [edx]
// call eax中存虚函数的指针。这里可以看出满足多态的调用，不是在编译时确定的，是运行起来
//以后到对象的中取找的。
001940EA  call        eax  
00头1940EC  cmp         esi,esp  
}
int main()
{
... 
// 首先BuyTicket虽然是虚函数，但是mike是对象，不满足多态的条件，所以这里是普通函数的调
//用转换成地址时，是在编译时已经从符号表确认了函数的地址，直接call 地址
 mike.BuyTicket();
00195182  lea         ecx,[mike]
00195185  call        Person::BuyTicket (01914F6h)  
... 
}

4.3 动态绑定与静态绑定

  1. 静态绑定又称为前期绑定(早绑定)，在程序编译期间确定了程序的行为 ，也称为静态多态， 比如：函数重载

  2. 动态绑定又称后期绑定(晚绑定)，是在程序运行期间，根据具体拿到的类型确定程序的具体 行为，调用具体的函数， 也称为动态多态。

  3. 买票的汇编代码很好的解释了什么是静态(编译器)绑定和动态(运行时)绑 定。

5.单继承和多继承关系的虚函数表

单继承中的虚函数表

以下列单继承关系为例，我们来看看基类和派生类的虚表模型

cpp 复制代码 
//基类
class Base
{
public:
	virtual void func1() { cout << "Base::func1()" << endl; }
	virtual void func2() { cout << "Base::func2()" << endl; }
private:
	int _a;
};
//派生类
class Derive : public Base
{
public:
	virtual void func1() { cout << "Derive::func1()" << endl; }
	virtual void func3() { cout << "Derive::func3()" << endl; }
	virtual void func4() { cout << "Derive::func4()" << endl; }
private:
	int _b;
};

、

在单继承关系当中，派生类的虚表生成过程如下：

  1. 继承基类的虚表内容到派生类的虚表。
  2. 对派生类重写了的虚函数地址进行覆盖，比如func1。
  3. 虚表当中新增派生类当中新的虚函数地址，比如func3和func4。

在调试过程中，某些编译器的监视窗口当中看不到虚表当中的func3和func4，可能是编译器的监视窗口故意隐藏了这两个函数，也可以认为这是一个小bug，此时如果我们想要看到派生类对象完整的虚表有两个方法

一、使用内存监视窗口

使用内存监视窗口看到的内容是最真实的，我们调出内存监视窗口，然后输入派生类对象当中的虚表指针，即可看到虚表当中存储的四个虚函数地址

二、使用代码打印虚表内容

打印上述基类和派生类对象的虚表内容，在打印过程中可以顺便用虚函数地址调用对应的虚函数，从而打印出虚函数的函数名，这样可以进一步确定虚表当中存储的是哪一个函数的地址

cpp 复制代码 
typedef void(*VFPTR)(); //虚函数指针类型重命名
//打印虚表地址及其内容
void PrintVFT(VFPTR* ptr)
{
	printf("虚表地址:%p\n", ptr);
	for (int i = 0; ptr[i] != nullptr; i++)
	{
		printf("ptr[%d]:%p-->", i, ptr[i]); //打印虚表当中的虚函数地址
		ptr[i](); //使用虚函数地址调用虚函数
	}
	printf("\n");
}
int main()
{
	Base b;
	PrintVFT((VFPTR*)(*(int*)&b)); //打印基类对象b的虚表地址及其内容
	Derive d;
	PrintVFT((VFPTR*)(*(int*)&d)); //打印派生类对象d的虚表地址及其内容
	return 0;
}

多继承中的虚函数表

以下列多继承关系为例，我们来看看基类和派生类的虚表模型。

cpp 复制代码 
//基类1
class Base1
{
public:
	virtual void func1() { cout << "Base1::func1()" << endl; }
	virtual void func2() { cout << "Base1::func2()" << endl; }
private:
	int _b1;
};
//基类2
class Base2
{
public:
	virtual void func1() { cout << "Base2::func1()" << endl; }
	virtual void func2() { cout << "Base2::func2()" << endl; }
private:
	int _b2;
};
//多继承派生类
class Derive : public Base1, public Base2
{
public:
	virtual void func1() { cout << "Derive::func1()" << endl; }
	virtual void func3() { cout << "Derive::func3()" << endl; }
private:
	int _d1;
};

两个基类的虚表模型

派生类的虚表模型

在多继承关系当中，派生类的虚表生成过程如下：

分别继承各个基类的虚表内容到派生类的各个虚表当中。

对派生类重写了的虚函数地址进行覆盖(派生类中的各个虚表中存有该被重写虚函数地址的都需要进行覆盖)，比如func1。

在派生类第一个继承基类部分的虚表当中新增派生类当中新的虚函数地址，比如func3。

在调试时，在某些编译器下也会出现显示不全的问题，此时如果我们想要看到派生类对象完整的虚表也是用那两种方法。

一、使用内存监视窗口

二、使用代码打印虚表内容

需要注意的是，我们在派生类第一个虚表地址的基础上，向后移sizeof(Base1)个字节即可得到第二个虚表的地址

cpp 复制代码 
typedef void(*VFPTR)(); //虚函数指针类型重命名
//打印虚表地址及其内容
void PrintVFT(VFPTR* ptr)
{
	printf("虚表地址:%p\n", ptr);
	for (int i = 0; ptr[i] != nullptr; i++)
	{
		printf("ptr[%d]:%p-->", i, ptr[i]); //打印虚表当中的虚函数地址
		ptr[i](); //使用虚函数地址调用虚函数
	}
	printf("\n");
}
int main()
{
	Base1 b1;
	Base2 b2;
	PrintVFT((VFPTR*)(*(int*)&b1)); //打印基类对象b1的虚表地址及其内容
	PrintVFT((VFPTR*)(*(int*)&b2)); //打印基类对象b2的虚表地址及其内容
	Derive d;
	PrintVFT((VFPTR*)(*(int*)&d)); //打印派生类对象d的第一个虚表地址及其内容
	PrintVFT((VFPTR*)(*(int*)((char*)&d + sizeof(Base1)))); //打印派生类对象d的第二个虚表地址及其内容
	return 0;
}

菱形继承、菱形虚拟继承

以下列菱形虚拟继承关系为例，我们来看看基类和派生类的虚表模型。

cpp 复制代码 
class A
{
public:
	virtual void funcA()
	{
		cout << "A::funcA()" << endl;
	}
private:
	int _a;
};
class B : virtual public A
{
public:
	virtual void funcA()
	{
		cout << "B::funcA()" << endl;
	}
	virtual void funcB()
	{
		cout << "B::funcB()" << endl;
	}
private:
	int _b;
};
class C : virtual public A
{
public:
	virtual void funcA()
	{
		cout << "C::funcA()" << endl;
	}
	virtual void funcC()
	{
		cout << "C::funcC()" << endl;
	}
private:
	int _c;
};
class D : public B, public C
{
public:
	virtual void funcA()
	{
		cout << "D::funcA()" << endl;
	}
	virtual void funcD()
	{
		cout << "D::funcD()" << endl;
	}
private:
	int _d;
};

其中，A类当中有一个虚函数funcA，B类当中有一个虚函数funcB，C类当中有一个虚函数funcC，D类当中有一个虚函数funcD。此外B类、C类和D类当中均对A类当中的funcA进行了重写。

A类对象的成员包括一个虚表指针和成员变量_a，虚表指针指向的虚表当中存储的是A类虚函数funcA的地址。

B类由于是虚拟继承的A类，所以B类对象当中将A类继承下来的成员放到了最后，除此之外，B类对象的成员还包括一个虚表指针、一个虚基表指针和成员变量_b，虚表指针指向的虚表当中存储的是B类虚函数funcB的地址。

虚基表当中存储的是两个偏移量，第一个是虚基表指针距离B虚表指针的偏移量，第二个是虚基表指针距离虚基类A的偏移量。

C类对象当中的成员分布情况与B类对象当中的成员分布情况相同。C类也是虚拟继承的A类，所以C类对象当中将A类继承下来的成员放到了最后，除此之外，C类对象的成员还包括一个虚表指针、一个虚基表指针和成员变量_c，虚表指针指向的虚表当中存储的是C类虚函数funcC的地址。

虚基表当中存储的是两个偏移量，第一个是虚基表指针距离C虚表指针的偏移量，第二个是虚基表指针距离虚基类A的偏移量。

D类对象当中成员的分布情况较为复杂，D类的继承方式是菱形虚拟继承，在D类对象当中，将A类继承下来的成员放到了最后，除此之外，D类对象的成员还包括从B类继承下来的成员、从C类继承下来的成员和成员变量_d。

需要注意的是，D类对象当中的虚函数funcD的地址是存储到了B类的虚表当中。

实际中我们不建议设计出菱形继承及菱形虚拟继承，一方面太复杂容易出问题，另一方面使用这样的模型访问基类成员有一定的性能损耗。

  1. 继承和多态常见的面试问题

6.1 概念查考

  1. 下面哪种面向对象的方法可以让你变得富有( ) A: 继承 B: 封装 C: 多态 D: 抽象

  2. ( )是面向对象程序设计语言中的一种机制。这种机制实现了方法的定义与具体的对象无关， 而对方法的调用则可以关联于具体的对象。 A: 继承 B: 模板 C: 对象的自身引用 D: 动态绑定

  3. 面向对象设计中的继承和组合，下面说法错误的是？（）

A：继承允许我们覆盖重写父类的实现细节，父类的实现对于子类是可见的，是一种静态复 用，也称为白盒复用

B：组合的对象不需要关心各自的实现细节，之间的关系是在运行时候才确定的，是一种动 态复用，也称为黑盒复用

C：优先使用继承，而不是组合，是面向对象设计的第二原则

D：继承可以使子类能自动继承父类的接口，但在设计模式中认为这是一种破坏了父类的封 装性的表现

  1. 以下关于纯虚函数的说法,正确的是( )

A：声明纯虚函数的类不能实例化对象

B：声明纯虚函数的类是虚基类

C：子类必须实现基类的纯虚函数

D：纯虚函数必须是空函数

  1. 关于虚函数的描述正确的是( )

A：派生类的虚函数与基类的虚函数具有不同的参数个数和类型

B：内联函数不能是虚函数

C：派生类必须重新定义基类的虚函数

D：虚函数可以是一个static型的函数

  1. 关于虚表说法正确的是（ ）

A：一个类只能有一张虚表

B：基类中有虚函数，如果子类中没有重写基类的虚函数，此时子类与基类共用同一张虚表

C：虚表是在运行期间动态生成的

D：一个类的不同对象共享该类的虚表

  1. 假设A类中有虚函数，B继承自A，B重写A中的虚函数，也没有定义任何虚函数，则（ ）

A：A类对象的前4个字节存储虚表地址，B类对象前4个字节不是虚表地址

B：A类对象和B类对象前4个字节存储的都是虚基表的地址 C：A类对象和B类对象前4个字节存储的虚表地址相同

D：A类和B类虚表中虚函数个数相同，但A类和B类使用的不是同一张虚表

  1. 下面程序输出结果是什么? （）
cpp 复制代码 
#include<iostream>
using namespace std;
class A{
public:
 A(char *s) { cout<<s<<endl; }
 ~A(){}
};
class B:virtual public A
{
public:
 B(char *s1,char*s2):A(s1) { cout<<s2<<endl; }
};
class C:virtual public A
{
public:
 C(char *s1,char*s2):A(s1) { cout<<s2<<endl; }
};
class D:public B,public C
{
public:
 D(char *s1,char *s2,char *s3,char *s4):B(s1,s2),C(s1,s3),A(s1)
 { cout<<s4<<endl;}
};
int main() {
 D *p=new D("class A","class B","class C","class D");
 delete p;
 return 0;
}

A：class A class B class C class D

B：class D class B class C class A

C：class D class C class B class A

D：class A class C class B class D

  1. 多继承中指针偏移问题？下面说法正确的是( )
cpp 复制代码 
class Base1 {  public:  int _b1; };
class Base2 {  public:  int _b2; };
class Derive : public Base1, public Base2 { public: int _d; };
int main(){
 Derive d;
 Base1* p1 = &d;
 Base2* p2 = &d;
 Derive* p3 = &d;
 return 0;
}

A：p1 == p2 == p3

B：p1 < p2 < p3

C：p1 == p3 != p2

D：p1 != p2 != p3

  1. 以下程序输出结果是什么（）
cpp 复制代码 
  class A
   {
   public:
       virtual void func(int val = 1){ std::cout<<"A->"<< val <<std::endl;}
       virtual void test(){ func();}
   };
   
   class B : public A
   {
   public:
       void func(int val=0){ std::cout<<"B->"<< val <<std::endl; }
   };
   
   int main(int argc ,char* argv[])
   {
       B*p = new B;
       p->test();
       return 0;
   }

A: A->0 B: B->1 C: A->1 D: B->0 E: 编译出错 F: 以上都不正确

参考答案： 1. A 2. D 3. C 4. A 5. B 6. D 7. D 8. A 9. C 10.B

6.2 问答题

  1. 什么是多态？

多态是指不同继承关系的类对象，去调用同一函数，产生了不同的行为。多态又分为静态的多态和动态的多态。

  1. 什么是重载、重写(覆盖)、重定义(隐藏)？

重载是指两个函数在同一作用域，这两个函数的函数名相同，参数不同。

重写(覆盖)是指两个函数分别在基类和派生类的作用域，这两个函数的函数名、参数、返回值都必须相同(协变例外)，且这两个函数都是虚函数。

重定义(隐藏)是指两个函数分别在基类和派生类的作用域，这两个函数的函数名相同。若两个基类和派生类的同名函数不构成重写就是重定义。

  1. 多态的实现原理？

构成多态的父类对象和子类对象的成员当中都包含一个虚表指针，这个虚表指针指向一个虚表，虚表当中存储的是该类对应的虚函数地址。因此，当父类指针指向父类对象时，通过父类指针找到虚表指针，然后在虚表当中找到的就是父类当中对应的虚函数；当父类指针指向子类对象时，通过父类指针找到虚表指针，然后在虚表当中找到的就是子类当中对应的虚函数

  1. inline函数可以是虚函数吗？答：可以，不过编译器就忽略inline属性，这个函数就不再是 inline，因为虚函数要放到虚表中去。我们知道内联函数是会在调用的地方展开的，也就是说内联函数是没有地址的，但是内联函数是可以定义成虚函数的，当我们把内联函数定义虚函数后，编译器就忽略了该函数的内联属性，这个函数就不再是内联函数了，因为需要将虚函数的地址放到虚表中去。

  2. 静态成员可以是虚函数吗？答：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。静态成员函数不能是虚函数，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表，所以静态成员函数无法放进虚表。

  3. 构造函数可以是虚函数吗？答：不能，因为对象中的虚函数表指针是在构造函数初始化列表 阶段才初始化的。

  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？析构函数可以是虚函数，并且最后把基类的析构函数定义成虚函数。若是我们分别new一个父类对象和一个子类对象，并均用父类指针指向它们，当我们使用delete调用析构函数并释放对象空间时，只有当父类的析构函数是虚函数的情况下，才能正确调用父类和子类的析构函数分别对父类和子类对象进行析构，否则当我们使用父类指针delete对象时，只能调用到父类的析构函数。

  5. 对象访问普通函数快还是虚函数更快？答：首先如果是普通对象，是一样快的。如果是指针 对象或者是引用对象，则调用的普通函数快，因为构成多态，运行时调用虚函数需要到虚函 数表中去查找。

  6. 虚函数表是在什么阶段生成的，存在哪的？答：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。

  7. C++菱形继承的问题？虚继承的原理？（注意这里不要把虚函数表和虚基 表搞混了。）

菱形虚拟继承因为子类对象当中会有两份父类的成员，因此会导致数据冗余和二义性的问题。

虚继承对于相同的虚基类在对象当中只会存储一份，若要访问虚基类的成员需要通过虚基表获取到偏移量，进而找到对应的虚基类成员，从而解决了数据冗余和二义性的问题。

  1. 什么是抽象类？抽象类的作用？抽象类强制重写了虚函数，另外抽 象类体现出了接口继承关系。

抽象类很好的体现了虚函数的继承是一种接口继承，强制子类去抽象纯虚函数，因为子类若是不抽象从父类继承下来的纯虚函数，那么子类也是抽象类也不能实例化出对象。其次，抽象类可以很好的去表示现实世界中没有示例对象对应的抽象类型，比如：植物、人、动物等。

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