C++ 工程师面试体验(3)

5.C++的虚函数和纯虚函数

 

1、后者不可实例化:虚函数和纯虚函数可以定义在同一个类中,含有纯虚函数的类被称为抽象类,而只含有虚函数的类不能被称为抽象类(抽象类不可实例化)。


2、后者不可被直接使用:虚函数可以被直接使用,也可以被子类重载以后,以多态的形式调用,而纯虚函数必须在子类中实现该函数才可以使用,因为纯虚函数在基类有声明而没有定义

3、两者都是可以被重载,体现多态:虚函数和纯虚函数都可以在子类中被重载(虚函数可以不被重载,纯虚函数必须在子类实现),以多态的形式被调用。

 

4、形式上:virtual{};纯虚函数的定义形式:virtual  { } = 0;在虚函数和纯虚函数的定义中不能有static标识符,原因很简单,被static修饰的函数在编译时要求前期绑定,然而虚函数却是动态绑定,而且被两者修饰的函数生命周期也不一样。(vitrual 和 static 就是死对头

5、意义上:定义纯虚函数就是为了让基类不可实例化(没意义),因为实例化这样的抽象数据结构本身并没有意义或者给出实现也没有意义。

 

 

个人感觉,很多时候,基类,它能够实例化对象就是个不合理的存在,比如:动物,你给我实例化一个动物看看?

 

 

6.引用ref

 

1、什么是“引用”?声明和使用“引用”要注意哪些问题?

 

引用就是某个目标变量的“别名”(alias),对应用的操作与对变量直接操作效果完全相同。声明一个引用的时候,切记要对其进行初始化。

引用声明完毕后,相当于目标变量名有两个名称,即该目标原名称和引用名,不能再把该引用名作为其他变量名的别名。

声明一个引用,不是新定义了一个变量,它只表示该引用名是目标变量名的一个别名,它本身不是一种数据类型,因此引用本身不占存储单元,系统也不给引用分配存储单元。不能建立数组的引用。

 

2、将“引用”作为函数参数有哪些特点?

 

(1)传递引用给函数与传递指针的效果是一样的。

这时,被调函数的形参就成为原来主调函数中的实参变量或对象的一个别名来使用,所以在被调函数中对形参变量的操作就是对其相应的目标对象(在主调函数中)的操作。

(2)使用引用传递函数的参数,在内存中并没有产生实参的副本,它是直接对实参操作;(无需副本

而使用一般变量传递函数的参数,当发生函数调用时,需要给形参分配存储单元,形参变量是实参变量的副本;如果传递的是对象,还将调用拷贝构造函数。因此,当参数传递的数据较大时,用引用比用一般变量传递参数的效率和所占空间都好。

(3)使用指针作为函数的参数虽然也能达到与使用引用的效果,但是,在被调函数中同样要给形参分配存储单元,且需要重复使用"*指针变量名"的形式进行运算,这很容易产生错误且程序的阅读性较差;另一方面,在主调函数的调用点处,必须用变量的地址作为实参。而引用更容易使用,更清晰。(阅读障碍啊

 

 

3、什么时候用“常引用"?

 

const 类型标识符 &引用名=目标变量名;

int a ;
const int &ra=a;
ra=1; //错误
a=1; //正确

 

既要保证效率,又要保证传递的数据不能被改变。

 

string foo( );
void bar(string & s);
bar(foo( )); //错误
bar("hello world");//错误

 

因为bar中参数是非const类型,而string的临时对象都是const类型,所以把const类型对象赋值给非const类型对象,是编译不过的。

 

 

4、将“引用”作为函数返回值类型的格式、好处和需要遵守的规则?

 

(1)不能返回局部变量的引用。

主要原因是局部变量会在函数返回后被销毁,因此被返回的引用就成为了"无所指"的引用,程序会进入未知状态。 

(2)不能返回函数内部new分配的内存的引用。

虽然不存在局部变量的被动销毁问题,可是有出现了其他问题:

被函数返回的引用只是作为一个临时变量出现,而没有被赋予一个实际的变量,那么这个引用所指向的空间(由new分配)就无法释放,造成memory leak

 

 

(3)流操作符重载返回值声明为引用 【必须用引用】

估计就是C++引入”引用“这个概念主要原因吧。

流操作符<<和>>,这两个操作符常常希望被连续使用,例如:cout << "hello" << endl; 因此这两个操作符的返回值应该是一个仍然支持这两个操作符的流引用。

为什么不是流对象呢?

每次返回值都是一个流对象的话,都要一次拷贝构造函数,每次的<< 都是不同的流对象,从开销和效率上看,这显然不可取。

为什么不是流对象指针呢?

指针能<<连续两次吗?如果针对流对象能的话,要修改整个指针机制,这显然不可取。

所以流对象引用,才是唯一可取的方法!

 

(4)赋值操作符 = 返回值也是声明为引用【必须用引用】

因为它和流操作符一样,都可以连续操作: x = y = 1。用引用,很科学。理由如(3)。

 

 

(5)四则运算符 + - * /  的返回值不能使引用【必须不能用引用】

主要原因是这四个操作符没有side effect,因此,它们必须构造一个对象作为返回值,可选的方案包括:

返回一个对象、

返回一个局部变量的引用、

返回一个new分配的对象的引用、

返回一个静态对象引用。

根据前面提到的引用作为返回值的三个规则,第2、3两个方案都被否决了。静态对象的引用又因为((a+b) == (c+d))会永远为true而导致错误。

所以可选的只剩下返回一个对象了。

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