本文整理自学习笔记，涵盖继承和多态的核心知识点、代码示例及面试高频问题
一、继承
1.1 基本概念
-
定义：派生类（子类）继承基类（父类）的成员（数据 + 函数），实现代码复用和 is‑a 关系
-
访问控制：
-
public 继承：基类的 public → 派生类的 public，protected → protected，private 不可见
-
protected 继承：基类的 public/protected → 派生类的 protected
-
private 继承：基类的 public/protected → 派生类的 private（常用于实现“用组合代替继承”的变体）
-
转化为类外类内可不可用的问题
-
-
默认方式：class 默认 private 继承，struct 默认 public 继承
1.2 构造函数与析构函数
-
派生类构造函数必须调用基类构造函数（显式或隐式）
-
构造顺序：先基类 → 后派生类
-
析构顺序：先派生类 → 后基类
-
基类析构函数通常声明为 virtual（见多态部分）
class Base {
public:
Base(int x) : _x(x) {}
virtual ~Base() {} // 虚析构
private:
int _x;
};
class Derived : public Base {
public:
Derived(int x, int y) : Base(x), _y(y) {}
private:
int _y;
};
1.3 同名隐藏
-
派生类中定义与基类同名的函数（不管参数列表是否相同），会隐藏基类的所有同名函数（不构成重载）
-
若需要基类版本，使用 using Base::func; 引入
-
也可再调用时 进行显示调用
class Base {
public:
void f(int) {}
void f(double) {}
};
class Derived : public Base {
public:
void f(int) {} // 隐藏 Base::f(double)
// using Base::f; // 解除隐藏
};
1.4 继承方式对成员的访问权限
| public | public | protected | private |
| protected | protected | protected | private |
| private | 不可访问 | 不可访问 | 不可访问 |
private继承一般少见 实践中很少使用
1.5 继承与组合的选择–复用
-
is‑a → 继承（例如 Dog is a Animal）
-
has‑a → 组合（例如 queue的底层实现）
1.6 面试常见考点（继承）
派生类构造函数如何初始化基类成员？ 在初始化列表中显式调用基类构造函数
什么是同名隐藏？如何访问被隐藏的基类成员？ 派生类同名函数隐藏基类所有同名函数。用 Base::func() 调用，或者再类外显示调用
private 继承的意义是什么？ 实现“用组合代替继承”的语法糖，通常用于适配器模式（std::stack 默认继承 deque 但使用私有继承）
析构函数是否必须为虚？ 见多态部分
二、多态
2.1 静态多态 vs 动态多态
-
静态多态：函数重载、模板（编译期确定）
-
动态多态：通过虚函数和基类指针/引用，运行时确定调用哪个函数
2.2 虚函数-Virtual Function
-
在基类中声明为 virtual，派生类可重写（override–检查重写是否正确）
-
通过基类指针或引用调用虚函数时，会调用实际对象类型的版本
-
虚函数表（vtable）实现细节
class Animal {
public:
virtual void speak() const { cout << "???" << endl; }
virtual ~Animal() {}
};
class Dog : public Animal {
public:
void speak() const override { cout << "Woof!" << endl; }
};
void makeSound(const Animal& a) { a.speak(); }
Dog d;
makeSound(d); // 输出 "Woof!"
2.3 override 与 final 说明符（C++11）
-
override：显式声明重写基类虚函数，如果签名不匹配则编译错误
-
final：禁止派生类重写该虚函数，或禁止类被继承
class Base {
virtual void f() final;
virtual void g();
};
class Derived : public Base {
void g() override; // OK
// void f() override; // 错误，f 是 final
};
2.4 虚析构函数
-
基类析构函数应为 virtual，否则 delete 基类指针 时不会调用派生类析构函数，导致内存泄漏
Base* p = new Derived();
delete p; // 若 ~Base() 非虚，则不会调用 ~Derived()
2.5 纯虚函数与抽象类
-
纯虚函数：virtual void func() = 0;
-
包含纯虚函数的类称为抽象类，不能实例化
-
派生类必须实现所有纯虚函数才能成为非抽象类
-
设置抽象类的一个目的是强制派生类 否则无法实例化对象
2.6 虚函数表（vtable）与内存布局（理解即可）
-
每个多态类有一个虚函数表，对象中有一个虚指针（_vptr）指向该表
-
派生类虚表先复制基类虚表，再替换被重写的函数指针
2.7 面试常见考点（多态）
虚函数是如何实现动态绑定的？ 每个对象有一个虚指针（vptr），指向虚函数表（vtable）调用虚函数时通过 vptr 找到对应的函数地址
为什么基类析构函数需要是虚的？ 避免派生类资源未释放。如果基类析构非虚，delete base_ptr 只会调用基类析构，派生类部分未析构
构造函数可以是虚的吗？ 不能。虚函数表在构造函数执行完后才建立
静态函数可以是虚的吗？ 不能。虚函数依赖对象，静态函数属于类
override 和 final 的作用？ override 让编译器检查重写是否正确；final 禁止进一步重写或继承–具体情况依照位置
什么是纯虚函数？抽象类的作用？ 纯虚函数强制派生类提供实现，抽象类用于定义接口，不能创建对象
能否在构造函数或析构函数中调用虚函数？ 可以，但不会发生多态（调用的是当前类版本的函数，因为派生类部分尚未构造或已经析构）
虚函数表在内存中位于哪个区？ 通常位于只读数据段（.rodata）或代码段（.rdata），虚指针位于对象内存布局中
三、总结要点
-
继承用于 is‑a 关系，注意访问控制和构造函数调用顺序
-
多态通过虚函数实现，基类析构函数需为虚
-
区分重载、隐藏、重写（覆盖）
-
抽象类用于定义接口，纯虚函数强制派生类实现
-
面试常问虚函数实现原理、虚表位置、构造函数中能否调用虚函数等
我的gitee仓库
https://gitee.com/jiangmingpeng0716/c-learning-process
