面试题：C++中虚拟函数与普通成员函数在多态实现上的区别

虚拟函数与普通成员函数实现多态机制的不同

虚拟函数：
- 机制：C++通过虚函数表（vtable）和虚指针（vptr）来实现多态。当一个类中定义了虚函数，编译器会为该类生成一个虚函数表，其中存放了虚函数的地址。每个包含虚函数的类的对象都有一个虚指针，它指向该类的虚函数表。在运行时，根据对象的实际类型，通过虚指针找到对应的虚函数表，进而调用合适的虚函数版本，实现动态绑定，即多态。
- 特点：动态绑定，根据对象的实际类型在运行时决定调用哪个函数版本，提高了程序的灵活性。
普通成员函数：
- 机制：普通成员函数在编译时就确定了调用关系，即静态绑定。编译器根据对象的声明类型来确定调用哪个函数版本。
- 特点：静态绑定，效率相对较高，但缺乏灵活性，不能根据对象的实际类型来动态选择函数版本。

代码示例

#include <iostream>

class Animal {
public:
    // 虚函数
    virtual void speak() {
        std::cout << "Animal speaks" << std::endl;
    }
};

class Dog : public Animal {
public:
    // 重写虚函数
    void speak() override {
        std::cout << "Dog barks" << std::endl;
    }
};

class Cat : public Animal {
public:
    // 重写虚函数
    void speak() override {
        std::cout << "Cat meows" << std::endl;
    }
};

void makeSound(Animal& animal) {
    // 这里会根据animal的实际类型调用相应的speak函数，体现多态
    animal.speak();
}

class Shape {
public:
    // 普通成员函数
    void draw() {
        std::cout << "Drawing a shape" << std::endl;
    }
};

class Circle : public Shape {
public:
    // 普通成员函数
    void draw() {
        std::cout << "Drawing a circle" << std::endl;
    }
};

class Rectangle : public Shape {
public:
    // 普通成员函数
    void draw() {
        std::cout << "Drawing a rectangle" << std::endl;
    }
};

void drawShape(Shape& shape) {
    // 这里根据shape的声明类型调用draw函数，不会体现多态
    shape.draw();
}

int main() {
    Animal animal;
    Dog dog;
    Cat cat;

    makeSound(animal);
    makeSound(dog);
    makeSound(cat);

    Shape shape;
    Circle circle;
    Rectangle rectangle;

    drawShape(shape);
    drawShape(circle);
    drawShape(rectangle);

    return 0;
}

在上述代码中，Animal类的speak函数是虚函数，Dog和Cat类重写了speak函数。在makeSound函数中，通过Animal&引用调用speak函数，根据传入对象的实际类型（Dog或Cat）来动态调用相应的speak版本，体现了多态。而Shape类的draw函数是普通成员函数，Circle和Rectangle类也有自己的draw函数，但在drawShape函数中，根据Shape&引用的声明类型，始终调用Shape类的draw函数，不会体现多态。

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