面试题：C++ 多态必要条件验证之专家难度

原理阐述

移动语义和右值引用基础：
- C++11 引入右值引用 &&，用于标识临时对象（右值）。移动语义利用右值引用，使得资源所有权可以高效地从一个对象转移到另一个对象，而不是进行深度拷贝。例如，对于一个包含动态分配内存的对象，移动操作只需转移指针和重置源对象，而拷贝操作需要分配新内存并复制数据。
- 移动构造函数和移动赋值运算符的声明形式如下：
```
class MyClass {
public:
  MyClass(MyClass&& other) noexcept; // 移动构造函数
  MyClass& operator=(MyClass&& other) noexcept; // 移动赋值运算符
};
```
多态与虚函数：
- 多态的必要条件是：基类中定义虚函数，派生类重写这些虚函数，通过基类指针或引用调用虚函数。
- 当一个类含有虚函数时，它会有一个虚函数表指针（vptr），用于在运行时确定实际调用的函数。这增加了对象的大小和一定的开销。
优化含有虚函数类的移动操作性能：
- 在移动含有虚函数的类对象时，关键是要高效地转移资源而不影响虚函数机制。由于虚函数表指针是对象的一部分，移动时直接转移 vptr 即可，它指向的虚函数表在整个程序中是共享的，不需要额外操作。对于其他资源（如动态分配的内存），按照常规移动语义处理，即转移指针并重置源对象。

代码示例

#include <iostream>
#include <memory>

class Base {
public:
    virtual ~Base() = default;
    virtual void print() const {
        std::cout << "Base" << std::endl;
    }
};

class Derived : public Base {
private:
    std::unique_ptr<int[]> data;
    int size;
public:
    Derived(int s) : size(s), data(std::make_unique<int[]>(s)) {
        for (int i = 0; i < s; ++i) {
            data[i] = i;
        }
    }

    // 移动构造函数
    Derived(Derived&& other) noexcept : size(other.size), data(std::move(other.data)) {
        other.size = 0;
        other.data = nullptr;
    }

    // 移动赋值运算符
    Derived& operator=(Derived&& other) noexcept {
        if (this != &other) {
            size = other.size;
            data = std::move(other.data);
            other.size = 0;
            other.data = nullptr;
        }
        return *this;
    }

    void print() const override {
        std::cout << "Derived" << std::endl;
    }
};

void test_move(Base&& base) {
    Base* ptr = &base;
    ptr->print();
}

int main() {
    Derived d1(5);
    test_move(std::move(d1));
    return 0;
}

在上述代码中：

Base 类是一个含有虚函数的基类。
Derived 类继承自 Base 并含有动态分配的内存（通过 std::unique_ptr<int[]>）。
Derived 类提供了移动构造函数和移动赋值运算符，高效地转移 data 指针，同时不影响虚函数机制。
test_move 函数接受一个右值引用的 Base 对象，通过基类指针调用虚函数 print，展示了移动语义在多态场景下的正常工作。

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