面试题答案
一键面试1. 整体架构设计层面
- 使用接口继承替代多重实现继承
- 优点:可以避免因为多重实现继承带来的二义性问题,使得类的继承关系更加清晰,符合面向对象设计中的接口隔离原则。同时有助于实现松耦合,便于代码的维护和扩展。
- 缺点:需要重新梳理类的职责,将行为抽象成接口,可能增加前期设计的工作量。
- 陷阱及避免方法:陷阱在于可能过度抽象接口,导致接口失去实际意义。避免方法是在抽象接口时,紧密结合业务需求,确保每个接口都有明确的用途。例如,在图形绘制项目中,有
Shape
类,如果原本有Rectangle
类多重继承自Drawable
和Printable
,现可将Drawable
和Printable
设计为接口,Rectangle
类实现这两个接口。这样既避免了多重实现继承的二义性,又清晰地划分了职责。
- 采用组合替代多重继承
- 优点:组合方式更加灵活,通过将对象组合在一起,可以实现类似多重继承的功能,同时避免二义性。而且组合更符合“合成复用原则”,代码的可维护性和可测试性更好。
- 缺点:相比于继承,可能需要更多的代码来管理对象之间的关系,并且可能会增加对象创建和管理的复杂性。
- 陷阱及避免方法:陷阱是组合对象之间的关系可能变得复杂难以理解。避免方法是对组合对象进行良好的封装,提供简洁的接口来操作这些对象。比如,在游戏开发中,一个
Character
类原本多重继承Moveable
和Attackable
,现在可以在Character
类中组合MoveComponent
和AttackComponent
对象,通过Character
类的接口来调用组件的功能。
2. 代码重构层面
- 明确作用域
- 优点:简单直接,在出现二义性的地方,通过明确指定作用域,能够快速解决问题,对原有代码结构改动较小。
- 缺点:当二义性较多时,代码中会充斥大量的作用域限定符,使代码可读性变差。
- 陷阱及避免方法:陷阱是容易遗漏某些二义性地方未加作用域限定。避免方法是在修改代码后进行全面的测试,尤其是涉及到继承体系中同名成员的操作。例如,类
Derived
从Base1
和Base2
继承,Base1
和Base2
都有func
函数,在Derived
类中调用时可写成Base1::func()
明确调用Base1
中的func
。
- 重命名冲突成员
- 优点:从根本上消除了名字冲突导致的二义性,使代码逻辑更加清晰。
- 缺点:可能需要修改多个地方的代码,包括继承体系中的类以及使用这些类的地方,工作量较大。
- 陷阱及避免方法:陷阱是可能遗漏某些使用到该成员的地方未进行修改。避免方法是利用IDE的全局查找替换功能,并且在修改后进行全面的代码审查和测试。例如,将
Base1
和Base2
中的同名函数func
分别重命名为func1
和func2
。
3. 性能优化层面
- 虚拟继承
- 优点:可以解决菱形继承带来的二义性和数据冗余问题,在保证功能的同时,不会因为重复继承基类数据成员而浪费内存。
- 缺点:虚拟继承会增加额外的指针开销用于指向虚基类表,在访问虚基类成员时可能会有轻微的性能损失。
- 陷阱及避免方法:陷阱是对虚基类表指针的维护可能会带来一些潜在的问题,如指针异常。避免方法是在使用虚拟继承时,要对涉及虚基类的操作进行严格的测试,并且尽量减少不必要的虚基类访问。例如,在一个员工管理系统中,如果有
Employee
类,Manager
和Engineer
类都继承自Employee
,而ProjectManager
类多重继承自Manager
和Engineer
,此时使用虚拟继承Employee
可以避免数据冗余和二义性。