面试题：C++ 中构造函数特性对虚函数声明的影响基础考查

Question

在C++中，为什么构造函数中调用虚函数不会呈现多态行为？请结合构造函数特性和虚函数机制进行解释。

Answer 1

1. 构造函数特性：

   • 构造函数的主要目的是初始化对象的成员变量，为对象分配内存并进行必要的初始化操作。在构造函数执行期间，对象还处于不完全构造的状态。例如，当创建一个派生类对象时，首先会调用基类的构造函数，此时派生类特有的部分还未被初始化。

2. 虚函数机制：

   • 虚函数实现多态的基础是虚函数表（vtable）。每个包含虚函数的类都有一个虚函数表，对象通过指向虚函数表的指针（vptr）来调用虚函数。在构造函数中，虚函数表还未完全建立。
   • 当调用基类构造函数时，对象的类型被视为基类类型，此时虚函数表是基类的虚函数表。只有在基类构造函数执行完毕，派生类构造函数开始执行时，才会将虚函数表替换为派生类的虚函数表。所以在基类构造函数中调用虚函数，只能调用到基类版本的虚函数，不会呈现多态行为。同样，在派生类构造函数中，如果调用虚函数，由于此时对象还未完全构造为派生类对象，调用的也是基类版本的虚函数（因为虚函数表在基类构造时确定，派生类构造函数未完全执行完毕前不会是最终的派生类虚函数表）。

   综上所述，由于构造函数执行时对象处于不完全构造状态以及虚函数表在构造过程中的建立特性，在C++构造函数中调用虚函数不会呈现多态行为。