面试题：C++抽象类构造函数与纯虚函数的关系及影响

Question

在C++中，抽象类有纯虚函数且可能有构造函数。探讨抽象类构造函数能否调用纯虚函数，如果不能，原因是什么？如果调用了会产生什么后果？请从编译器原理和运行时机制的角度进行分析。

Answer 1

1. 能否调用：
   • 在C++中，抽象类的构造函数不能调用纯虚函数。
2. 原因（从编译器原理角度）：
   • 纯虚函数是没有具体实现的函数，在编译器生成代码时，它只是一个占位符，没有可执行的代码体。当构造函数调用纯虚函数时，编译器无法为其生成正确的调用代码，因为找不到对应的函数实现。
3. 原因（从运行时机制角度）：
   • 在对象构造过程中，虚函数表（vtable）还没有完全初始化。对于抽象类，其纯虚函数在虚函数表中的条目指向的是未定义的行为。当构造函数调用纯虚函数时，运行时通过虚函数表调用该函数，由于虚函数表此时状态可能未完全正确建立且纯虚函数无实际实现，会导致未定义行为。
4. 调用后果：
   • 编译错误：在一些严格的编译器环境下，编译器会检测到这种非法调用并报错，阻止程序编译通过。
   • 未定义行为：如果编译器没有足够严格的检测，在运行时，调用纯虚函数会导致未定义行为，可能出现程序崩溃、内存访问错误、数据损坏等各种不可预测的结果。