c++c++面试知识3——第三章 面向对象

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了c++c++面试知识3——第三章 面向对象相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

目录

第三章:面向对象

3.1 什么是面向对象?面向对象的三大特性

3.2 重载、重写、隐藏的区别

3.3 如何理解 C++ 是面向对象编程

3.4 什么是多态?多态如何实现?

第三章:面向对象

第三章主要针对 C++ 面向对象展开相关的知识点,主要涉及对面向对象的理解、三大特性、多态等知识点。本章中涉及的几个问题面试者在回答的时候,可以了灵活的来回答,例如:结合自己的项目经历进行展开的讲解,说一下在自己的项目中哪里用到了多态、多态是怎么实现的。但是,一定要在准确表述其基本含义后再结合实战经验进行展开。

3.1 什么是面向对象?面向对象的三大特性

面试高频指数:★★★★★

面向对象:对象是指具体的某一个事物,这些事物的抽象就是类,类中包含数据(成员变量)和动作(成员方法)。

面向对象的三大特性:

  1. 封装:将具体的实现过程和数据封装成一个函数,只能通过接口进行访问,降低耦合性。
  2. 继承:子类继承父类的特征和行为,子类有父类的非 private 方法或成员变量,子类可以对父类的方法进行重写,增强了类之间的耦合性,但是当父类中的成员变量、成员函数或者类本身被 final 关键字修饰时,修饰的类不能继承,修饰的成员不能重写或修改。
  3. 多态多态就是不同继承类的对象,对同一消息做出不同的响应,基类的指针指向或绑定到派生类的对象,使得基类指针呈现不同的表现方式。

3.2 重载、重写、隐藏的区别

面试高频指数:★★★★★

概念解释:

1、重载:是指同一可访问区内被声明几个具有不同参数列(参数的类型、个数、顺序)的同名函数,根据参数列表确定调用哪个函数,重载不关心函数返回类型。

class A{
public:
    void fun(int tmp);
    void fun(float tmp);        // 重载 参数类型不同(相对于上一个函数)
    void fun(int tmp, float tmp1); // 重载 参数个数不同(相对于上一个函数)
    void fun(float tmp, int tmp1); // 重载 参数顺序不同(相对于上一个函数)
    int fun(int tmp);            // error: 'int A::fun(int)' cannot be overloaded 错误:注意重载不关心函数返回类型
};

2、隐藏是指派生类的函数屏蔽了与其同名的基类函数,只要是同名函数,不管参数列表是否相同,基类函数都会被隐藏。

#include <iostream>
using namespace std;

class Base{
public:
    void fun(int tmp, float tmp1) { cout << "Base::fun(int tmp, float tmp1)" << endl; }
};

class Derive : public Base{
public:
    void fun(int tmp) { cout << "Derive::fun(int tmp)" << endl; } // 此时会隐藏基类中的同名函数
};

int main(){
    Derive ex;
    ex.fun(1);       // Derive::fun(int tmp)
    ex.fun(1, 0.01); // error: candidate expects 1 argument, 2 provided
    return 0;
}

说明:上述代码中 ex.fun(1, 0.01); 出现错误,说明派生类中将基类的同名函数隐藏了。若是想调用基类中的同名函数,可以加上类型名指明 ex.Base::fun(1, 0.01);,这样就可以调用基类中的同名函数。

3、重写(覆盖)是指派生类中存在重新定义的函数(指重新定义基类中的虚函数)。函数名、参数列表、返回值类型都必须同基类中被重写的函数一致,只有函数体不同。派生类调用时会调用派生类的重写函数,不会调用被重写函数。重写的基类中被重写的函数必须有 virtual 修饰。

#include <iostream>
using namespace std;

class Base{
public:
    virtual void fun(int tmp) { cout << "Base::fun(int tmp) : " << tmp << endl; }
};

class Derived : public Base{
public:
    virtual void fun(int tmp) { cout << "Derived::fun(int tmp) : " << tmp << endl;        } // 重写基类中的 fun 函数
};
int main(){
    Base *p = new Derived();
    p->fun(3); // Derived::fun(int) : 3
    return 0;
}

重写和重载的区别:

  1. 范围区别:对于类中函数的重载或者重写而言,重载发生在同一个类的内部,重写发生在不同的类之间(子类和父类之间)
  2. 参数区别:重载的函数需要与原函数有相同的函数名、不同的参数列表,不关注函数的返回值类型;重写的函数的函数名、参数列表和返回值类型都需要和原函数相同,父类中被重写的函数需要有 virtual 修饰。
  3. virtual 关键字:重写的函数基类中必须有 virtual关键字的修饰,重载的函数可以有 virtual 关键字的修饰也可以没有。

隐藏和重写,重载的区别:

  1. 范围区别:隐藏与重载范围不同,隐藏发生在不同类中。
  2. 参数区别:隐藏函数和被隐藏函数参数列表可以相同,也可以不同,但函数名一定相同;当参数不同时,无论基类中的函数是否被 virtual 修饰,基类函数都是被隐藏,而不是重写

 

3.3 如何理解 C++ 是面向对象编程

面试高频指数:★★★☆☆

说明:该问题最好结合自己的项目经历进行展开解释,或举一些恰当的例子,同时对比下面向过程编程。

  • 面向过程编程:一种以执行程序操作的过程或函数为中心编写软件的方法。程序的数据通常存储在变量中,与这些过程是分开的。所以必须将变量传递给需要使用它们的函数。缺点:随着程序变得越来越复杂,程序数据与运行代码的分离可能会导致问题。例如,程序的规范经常会发生变化,从而需要更改数据的格式或数据结构的设计。当数据结构发生变化时,对数据进行操作的代码也必须更改为接受新的格式。查找需要更改的所有代码会为程序员带来额外的工作,并增加了使代码出现错误的机会。
  • 面向对象编程(Object-Oriented Programming, OOP):以创建和使用对象为中心。一个对象(Object)就是一个软件实体,它将数据和程序在一个单元中组合起来。对象的数据项,也称为其属性,存储在成员变量中。对象执行的过程被称为其成员函数。将对象的数据和过程绑定在一起则被称为封装。

面向对象编程进一步说明

  • 面向对象编程将数据成员和成员函数封装到一个类中,并声明数据成员和成员函数的访问级别(public、private、protected),以便控制类对象对数据成员和函数的访问,对数据成员起到一定的保护作用。
  • 在类的对象调用成员函数时,只需知道成员函数的名、参数列表以及返回值类型即可,无需了解其函数的实现原理。
  • 当类内部的数据成员或者成员函数发生改变时,不影响类外部的代码。

3.4 什么是多态?多态如何实现?

面试高频指数:★★★★★

多态多态就是不同继承类的对象,对同一消息做出不同的响应,基类的指针指向或绑定到派生类的对象,使得基类指针呈现不同的表现方式。

  • 在基类的函数前加上 virtual 关键字,在派生类中重写该函数,运行时将会根据对象的实际类型来调用相应的函数。如果对象类型是派生类,就调用派生类的函数;如果对象类型是基类,就调用基类的函数。
  • 实现方法:多态是通过虚函数实现的,虚函数的地址保存在虚函数表中,虚函数表的地址保存在含有虚函数的类的实例对象的内存空间中。

实现过程:

  1. 在类中用 virtual 关键字声明的函数叫做虚函数;
  2. 存在虚函数的类都有一个虚函数表,当创建一个该类的对象时,该对象有一个指向虚函数表的虚表指针(虚函数表和类对应的,虚表指针是和对象对应);
  3. 当基类指针指向派生类对象,基类指针调用虚函数时,基类指针指向派生类的虚表指针,由于该虚表指针指向派生类虚函数表,通过遍历虚表,寻找相应的虚函数。
#include <iostream>
using namespace std;

class Base{
public:
	virtual void fun() { cout << "Base::fun()" << endl; }
};
class Derive : public Base{
public:
	void fun() { cout << "Derive::fun()" << endl; }
};
int main()
{
	Base *p = new Derive();
	p->fun(); // Derive::fun() 调用派生类中的虚函数
	return 0;
}

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参考:

作者:力扣 (LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/leetbook/read/cpp-interview-highlights/o5v4w6/
来源:力扣(LeetCode)
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