虚函数虚表
一、基本原理
1.虚函数：用virtual关键字生声明的函数，允许派生类重写
2.虚表：每个包含虚函数的类（或其派生类）会有一个全局唯一的虚表，存储该类所有虚函数的地址
3.虚指针（vptr）：每个对象会包含一个指向其类虚表的指针（通常在对象内存布局的开头）
当通过基类指针或引用调用虚函数时，程序会通过对象的虚指针找到对应类的虚表，在虚表中查找要调用的虚函数地址，调用该地址对应的函数（实现动态绑定）。
二、同名覆盖
同名覆盖：派生类中定义的与基类同名的函数，覆盖了基类的同名函数，导致基类的该函数在派生类作用域内不可直接访问的现象。
其本质可分为两种场景，需结合基类函数是否为虚函数区分：
场景1：虚函数的同名覆盖（即“重写”，Override）
当基类函数是虚函数时，派生类定义与基类“函数名、参数列表、返回值完全一致”（协变除外）的同名函数，会覆盖基类虚函数的实现 —— 这是动态多态的核心，覆盖效果在运行时生效（根据对象实际类型确定调用哪个版本）。
场景 2：非虚函数的同名覆盖（即“隐藏”，Hide）
当基类函数非虚函数时，派生类定义与基类同名的函数（无论参数列表是否相同），会遮蔽基类的同名函数 —— 这是编译期的作用域遮蔽，覆盖效果在编译时生效（根据指针/引用的声明类型确定调用哪个版本）。
三、代码示例
class Object { int value; public: Object(int x = 0) :value(x) { cout << "Object" << endl; } virtual void add(int a) { cout << "Object::add:" << a << endl; } virtual void func()const { cout << "Object::func:" << endl; } virtual void print()const { cout << "Object::print:" << endl; } }; class Base :public Object { int num; public: Base(int x = 0) :Object(x + 10), num(x) { cout << "Base" << endl; } virtual void add(int a) { cout << "Base::add:" << a << endl; } virtual void func()const { cout << "Base::func:" << endl; } virtual void show() { cout << "Base::show:" << endl; } }; class Test :public Base { int sum; public: Test(int x = 0) :Base(x + 10), sum(x) { cout << "Test" << endl; } virtual void func()const { cout << "Test::func:" << endl; } virtual void print() const { cout << "Test::print" << endl; } virtual void show() { cout << "Test::show:" << endl; } }; int main() { Test test; return 0; }执行Test test;时，完整流程（含 vptr 设置 + 成员初始化）：
1.分配 Test 对象内存：内存中包含vptr + Object::value + Base::num + Test::sum，vptr 初始为野指针。
2.执行 Object 构造函数：
第一步：设置 vptr 指向Object的虚表；
第二步：执行 Object 的初始化列表value(x)（x=20，由 Base 传递而来）；
第三步：执行 Object 构造函数体（你的代码中无额外逻辑，仅输出 "Object"）；
Object 构造完成。
3.执行 Base 构造函数：
第一步：设置 vptr 指向Base的虚表；
第二步：执行 Base 的初始化列表Object(x+10)（已执行完毕）、num(x)（x=10，由 Test 传递而来）；
第三步：执行 Base 构造函数体（输出 "Base"）；
Base 构造完成。
4.执行 Test 构造函数：
第一步：设置 vptr 指向Test的虚表；
第二步：执行 Test 的初始化列表Base(x+10)（已执行完毕）、sum(x)（x=0，默认参数）；
第三步：执行 Test 构造函数体（输出 "Test"）；
Test 构造完成。
派生类向基类传参
1.传参入口：派生类构造函数通过 初始化列表 给直接基类传参（不能在构造函数体内传）；
2.传递规则：多层继承时，参数按 “最派生类→中间基类→顶层基类” 逐层传递，每层都可对参数加工（如x+10）；
3.默认值优先级：若派生类给基类传了参数，基类构造函数就不用自己的默认值；没传参时，基类才用自身默认值。
例：Test test;（无显式传参）
Test（x=0 默认值）→ 给 Base 传0+10=10；
Base（收 10）→ 给Object传10+10=20；
最终顶层基类Object用20初始化自身成员。
注意：
1.无论继承多少层，一个对象只有一个vptr，多层继承的vptr是 “覆盖更新”，而非“多个 vptr 并存”；
2.vptr的设置是“构造函数内的第一步”，早于成员初始化，这是 C++ 的规定，目的是避免构造期间调用虚函数时，意外访问到子类中未初始化的成员，导致内存错误或逻辑异常；
3.构造期间 vptr 指向“当前正在构造的类的虚表”，因此构造函数内调用虚函数不会触发多态（比如 Object 构造时调用add，只会调用Object::add，不会调用 Base 或 Test 的版本）。
四、纯虚函数和抽象类
纯虚函数是C++中一种特殊的虚函数，它在基类中声明但不提供实现，强制要求派生类必须重写该函数。纯虚函数的声明格式为：virtual 返回类型 函数名(参数列表) = 0;
含有纯虚函数的类称为抽象类（只要含有纯虚函数这个类就是抽象类），类中只有接口，没有具体的实现方法，所以抽象类不能实例化对象；
继承纯虚函数的派生类，如果没有完全实现基类纯虚函数，依然是抽象类，不能实例化对象。
抽象类的使用规则：
1.抽象类只能作为其他类的基类，不能创建抽象类的对象；
2.抽象类不能用作参数类型、函数返回值类型或显式类型转换；
3.可以定义抽象类的指针和引用，此指针可以指向（引用可以引用）它的派生类，从而实现运行时多态。
五、面试常见问题
为什么构造函数不能定义成虚函数？
虚函数能实现动态多态，本质是依赖虚指针（vptr）和虚函数表（vtable）：
每个含虚函数的对象，都有一个vptr，指向所属类的 vtable；
而vptr的初始化，是构造函数执行的第一步—— 进入构造函数后，先把 vptr 指向当前类的 vtable，再初始化成员变量。
若构造函数是虚函数：
调用虚函数需要通过 vptr 查找 vtable；
但 vptr 要等构造函数执行才会初始化，相当于“要调用虚构造函数，必须先有 vptr；但 vptr 要等构造函数执行才存在”，形成逻辑死循环。
为什么基类的析构函数要声明为虚函数？
如果基类析构函数不是虚函数，通过基类指针删除派生类对象时，只会调用基类的析构函数，导致派生类的资源泄漏。
当基类的析构函数不是虚函数时，通过基类指针删除派生类对象时，会发生以下过程：
- 编译阶段：编译器根据指针 / 引用的声明类型（Object），将析构函数调用绑定到基类的析构函数（~Object()）。
- 运行阶段：程序执行时，只会调用编译阶段绑定好的基类析构函数，而派生类的析构函数完全不会被触发，因此派生类析构函数不会被调用。
当基类析构函数是虚函数时，通过基类指针删除派生类对象时，过程如下：
- 运行阶段：程序根据指针实际指向的派生类对象，找到派生类的析构函数并调用；
- 派生类析构函数执行完毕后，会自动调用基类的析构函数（这是 C++ 的默认规则：派生类析构函数执行时，会隐式调用基类的析构函数，保证基类部分的资源被释放）；
- 最终，派生类对象的派生部分和基类部分都会被完整销毁。
虚函数和纯虚函数的区别
虚函数和纯虚函数可以出现在同一个类中，该类称为抽象基类。（含有纯虚函数的类称为抽象基类）
使用方式不同：虚函数可以直接使用，纯虚函数必须在派生类中实现后才能使用；
定义形式不同：虚函数在定义时在普通函数的基础上加上 virtual 关键字，纯虚函数定义时除了加上virtual 关键字还需要加上 =0;
虚函数必须实现，否则编译器会报错；
对于实现纯虚函数的派生类，该纯虚函数在派生类中被称为虚函数，虚函数和纯虚函数都可以在派生类中重写；
析构函数最好定义为虚函数，特别是对于含有继承关系的类；析构函数可以定义为纯虚函数，此时，其所在的类为抽象基类，不能创建实例化对象。