多態(tài)虛函數(shù)面試題及答案姓名：____________________

一、選擇題（每題2分，共10分）

1.在C++中，以下哪個(gè)選項(xiàng)描述了虛函數(shù)的多態(tài)性？

A.子類可以調(diào)用基類的虛函數(shù)

B.基類可以調(diào)用子類的虛函數(shù)

C.子類可以覆蓋基類的虛函數(shù)

D.以上都是

2.以下哪個(gè)關(guān)鍵字用于聲明虛函數(shù)？

A.virtual

B.abstract

C.override

D.final

3.關(guān)于虛析構(gòu)函數(shù)，以下哪個(gè)說(shuō)法是正確的？

A.虛析構(gòu)函數(shù)可以保證基類的析構(gòu)函數(shù)被調(diào)用

B.虛析構(gòu)函數(shù)不能被繼承

C.虛析構(gòu)函數(shù)不能被重寫

D.以上都是錯(cuò)誤的

4.以下哪個(gè)函數(shù)調(diào)用會(huì)引發(fā)多態(tài)？

A.基類指針指向子類對(duì)象，調(diào)用基類成員函數(shù)

B.子類指針指向基類對(duì)象，調(diào)用子類成員函數(shù)

C.基類指針指向子類對(duì)象，調(diào)用子類成員函數(shù)

D.子類指針指向基類對(duì)象，調(diào)用基類成員函數(shù)

5.在C++中，以下哪個(gè)操作符用于檢查對(duì)象的實(shí)際類型？

A.instanceof

B.is_a

C.dynamic_cast

D.typeid

二、填空題（每題2分，共10分）

1.在C++中，多態(tài)是通過(guò)______實(shí)現(xiàn)的。

2.如果一個(gè)類中包含至少一個(gè)______函數(shù)，則這個(gè)類必須被聲明為_(kāi)_____。

3.在C++中，使用______關(guān)鍵字可以確保基類的析構(gòu)函數(shù)在派生類對(duì)象被銷毀時(shí)被調(diào)用。

4.多態(tài)性在面向?qū)ο缶幊讨惺莀_____的基礎(chǔ)。

5.使用______操作符可以將基類指針或引用安全地轉(zhuǎn)換為派生類指針或引用。

三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共15分）

1.簡(jiǎn)述虛函數(shù)在C++中的作用。

2.解釋C++中多態(tài)的概念及其應(yīng)用場(chǎng)景。

3.說(shuō)明虛析構(gòu)函數(shù)的作用及其在繼承中的作用。

四、編程題（每題15分，共30分）

1.編寫一個(gè)C++程序，其中定義一個(gè)基類`Vehicle`，它有一個(gè)虛函數(shù)`startEngine()`。然后定義一個(gè)派生類`Car`，它重寫了`startEngine()`函數(shù)，并在其中打印一條消息。創(chuàng)建一個(gè)指向`Vehicle`的指針，并通過(guò)這個(gè)指針調(diào)用`startEngine()`函數(shù)，觀察并解釋輸出結(jié)果。

```cpp

#include<iostream>

usingnamespacestd;

classVehicle{

public:

virtualvoidstartEngine(){

cout<<"Startingtheengine..."<<endl;

}

};

classCar:publicVehicle{

public:

voidstartEngine()override{

cout<<"Car'senginestarts."<<endl;

}

};

intmain(){

Vehicle*v=newCar();

v->startEngine();

deletev;

return0;

}

```

2.編寫一個(gè)C++程序，其中定義一個(gè)基類`Animal`，它有一個(gè)虛函數(shù)`makeSound()`。然后定義兩個(gè)派生類`Dog`和`Cat`，它們分別重寫了`makeSound()`函數(shù)，并在其中打印出各自的聲音。編寫一個(gè)程序，創(chuàng)建一個(gè)指向`Animal`的指針數(shù)組，并將`Dog`和`Cat`對(duì)象分別賦值給數(shù)組的兩個(gè)元素。通過(guò)指針數(shù)組調(diào)用`makeSound()`函數(shù)，觀察并解釋輸出結(jié)果。

```cpp

#include<iostream>

usingnamespacestd;

classAnimal{

public:

virtualvoidmakeSound(){

cout<<"Theanimalmakesasound..."<<endl;

}

};

classDog:publicAnimal{

public:

voidmakeSound()override{

cout<<"Woof!Woof!"<<endl;

}

};

classCat:publicAnimal{

public:

voidmakeSound()override{

cout<<"Meow!Meow!"<<endl;

}

};

intmain(){

Animal*animals[2];

animals[0]=newDog();

animals[1]=newCat();

for(inti=0;i<2;++i){

animals[i]->makeSound();

}

deleteanimals[0];

deleteanimals[1];

return0;

}

```

五、論述題（每題15分，共30分）

1.論述虛函數(shù)在面向?qū)ο缶幊讨械闹匾浴?/p>

2.討論虛函數(shù)和多態(tài)性的關(guān)系，并說(shuō)明為什么多態(tài)性是面向?qū)ο缶幊痰年P(guān)鍵特性之一。

六、分析題（每題15分，共30分）

1.分析以下C++代碼段，指出代碼中的錯(cuò)誤，并給出修改后的正確代碼。

```cpp

#include<iostream>

usingnamespacestd;

classBase{

public:

virtualvoidshow(){

cout<<"Baseshow"<<endl;

}

};

classDerived:publicBase{

public:

virtualvoidshow()=0;//Purevirtualfunction

};

intmain(){

Base*b=newDerived();

b->show();//Error:Derivedshownotimplemented

deleteb;

return0;

}

```

2.分析以下C++代碼段，說(shuō)明虛析構(gòu)函數(shù)的作用，并解釋為什么在某些情況下虛析構(gòu)函數(shù)是必需的。

```cpp

#include<iostream>

usingnamespacestd;

classBase{

public:

virtual~Base(){

cout<<"Basedestructorcalled"<<endl;

}

};

classDerived:publicBase{

public:

~Derived(){

cout<<"Deriveddestructorcalled"<<endl;

}

};

intmain(){

Base*b=newDerived();

deleteb;//Destructorchain:Derived->Base

return0;

}

```

試卷答案如下：

一、選擇題答案及解析：

1.D.以上都是

解析：虛函數(shù)的多態(tài)性體現(xiàn)在子類可以調(diào)用基類的虛函數(shù)，基類可以調(diào)用子類的虛函數(shù)，子類可以覆蓋基類的虛函數(shù)，以及子類可以繼承基類的虛函數(shù)。

2.A.virtual

解析：`virtual`關(guān)鍵字用于聲明虛函數(shù)，它允許在運(yùn)行時(shí)決定調(diào)用哪個(gè)函數(shù)。

3.A.虛析構(gòu)函數(shù)可以保證基類的析構(gòu)函數(shù)被調(diào)用

解析：虛析構(gòu)函數(shù)確保在刪除派生類對(duì)象時(shí)，先調(diào)用派生類的析構(gòu)函數(shù)，然后調(diào)用基類的析構(gòu)函數(shù)。

4.C.子類指針指向基類對(duì)象，調(diào)用子類成員函數(shù)

解析：多態(tài)性體現(xiàn)在通過(guò)基類指針或引用調(diào)用成員函數(shù)時(shí)，根據(jù)對(duì)象的實(shí)際類型調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)。

5.C.dynamic_cast

解析：`dynamic_cast`操作符用于在運(yùn)行時(shí)將基類指針或引用安全地轉(zhuǎn)換為派生類指針或引用。

二、填空題答案及解析：

1.虛函數(shù)

解析：多態(tài)性是通過(guò)虛函數(shù)實(shí)現(xiàn)的，它允許在派生類中重寫基類的函數(shù)。

2.虛函數(shù)，純虛函數(shù)

解析：如果一個(gè)類中包含至少一個(gè)純虛函數(shù)，則這個(gè)類必須被聲明為抽象類。

3.virtual

解析：使用`virtual`關(guān)鍵字可以確保基類的析構(gòu)函數(shù)在派生類對(duì)象被銷毀時(shí)被調(diào)用。

4.多態(tài)性

解析：多態(tài)性是面向?qū)ο缶幊痰幕A(chǔ)，它允許通過(guò)基類指針或引用調(diào)用不同派生類的函數(shù)。

5.dynamic_cast

解析：使用`dynamic_cast`操作符可以將基類指針或引用安全地轉(zhuǎn)換為派生類指針或引用。

三、簡(jiǎn)答題答案及解析：

1.虛函數(shù)在C++中的作用是允許在派生類中重寫基類的函數(shù)，并在運(yùn)行時(shí)根據(jù)對(duì)象的實(shí)際類型調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)，實(shí)現(xiàn)多態(tài)性。

2.多態(tài)性是指同一函數(shù)或操作在不同的對(duì)象上有不同的行為。在C++中，多態(tài)性通過(guò)虛函數(shù)實(shí)現(xiàn)，它允許通過(guò)基類指針或引用調(diào)用不同派生類的函數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)不同的行為。

3.虛析構(gòu)函數(shù)的作用是確保在刪除派生類對(duì)象時(shí)，先調(diào)用派生類的析構(gòu)函數(shù)，然后調(diào)用基類的析構(gòu)函數(shù)。這是因?yàn)樵谖鰳?gòu)過(guò)程中，派生類可能需要執(zhí)行一些特定的清理工作，而基類的析構(gòu)函數(shù)可能需要釋放一些資源。

四、編程題答案及解析：

1.程序輸出：

Startingtheengine...

Car'senginestarts.

解析：通過(guò)基類指針調(diào)用`startEngine()`函數(shù)時(shí)，由于`startEngine()`是虛函數(shù)，因此會(huì)調(diào)用派生類`Car`中重寫的`startEngine()`函數(shù)。

2.程序輸出：

Theanimalmakesasound...

Woof!Woof!

Meow!Meow!

解析：通過(guò)基類指針數(shù)組調(diào)用`makeSound()`函數(shù)時(shí)，由于`makeSound()`是虛函數(shù)，因此會(huì)根據(jù)對(duì)象的實(shí)際類型調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)。

五、論述題答案及解析：

1.虛函數(shù)在面向?qū)ο缶幊讨械闹匾泽w現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

-實(shí)現(xiàn)多態(tài)性，允許通過(guò)基類指針或引用調(diào)用不同派生類的函數(shù)。

-提供一種靈活的接口，允許在派生類中重寫基類的函數(shù)。

-支持動(dòng)態(tài)綁定，使程序能夠在運(yùn)行時(shí)根據(jù)對(duì)象的實(shí)際類型調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)。

2.虛函數(shù)和多態(tài)性的關(guān)系如下：

-虛函數(shù)是實(shí)現(xiàn)多態(tài)性的關(guān)鍵機(jī)制。

-多態(tài)性允許通過(guò)基類指針或引用調(diào)用不同派生類的函數(shù)，而虛函數(shù)確保了這種調(diào)用是正確的。

-多態(tài)性是面向?qū)ο缶幊痰年P(guān)鍵特性之一，因?yàn)樗试S程序根據(jù)對(duì)象的實(shí)際類型動(dòng)態(tài)地選擇函數(shù)的實(shí)現(xiàn)。

六、分析題答案及解析：

1.代碼錯(cuò)誤：

-`Derived`類中的`show()`函數(shù)被聲明為純虛函數(shù)，因此`Base`類指針`b`不能直接調(diào)用`show()`函數(shù)。

修改后的正確代碼：

```cpp

#include<iostream>

usingnamespacestd;

classBase{

public:

virtualvoidshow(){

cout<<"Baseshow"<<endl;

}

};

classDerived:publicBase{

public:

voidshow()override{

cout<<"Derivedshow"<<endl;

}

};

in