面试题：C++类的继承与多态性实现原理

类的继承实现

在C++中，通过关键字public、protected、private来定义继承方式，子类继承父类语法如下：

class Parent {
    // 成员
};
class Child : public Parent {
    // 新增成员
};

public继承使得父类的public和protected成员在子类中保持原访问属性；protected继承会让父类的public和protected成员在子类中变为protected；private继承使父类的public和protected成员在子类中变为private。

多态性实现

编译时多态：通过函数重载和模板实现。函数重载是指在同一作用域内，多个函数可以具有相同名称但参数列表不同。模板则是一种通用的编程机制，允许编写参数化类型的代码。
```
// 函数重载示例
void func(int a) { /* 实现 */ }
void func(double a) { /* 实现 */ }

// 模板示例
template <typename T>
T add(T a, T b) { return a + b; }
```
运行时多态：依赖虚函数和指针或引用实现。当通过基类指针或引用调用虚函数时，实际调用的函数版本取决于指针或引用所指向对象的实际类型。

虚函数作用

虚函数允许在子类中被重写，以实现不同的行为。基类中声明虚函数使用virtual关键字。

class Shape {
public:
    virtual double area() { return 0.0; }
};
class Circle : public Shape {
public:
    double area() override { /* 圆面积计算 */ }
};
class Rectangle : public Shape {
public:
    double area() override { /* 矩形面积计算 */ }
};

通过基类指针或引用调用area函数时，会根据实际对象类型调用相应子类的area函数，实现运行时多态。

纯虚函数作用

纯虚函数没有函数体，在基类中定义为virtual 返回类型函数名(参数列表)=0;。包含纯虚函数的类是抽象类，不能实例化对象。

class Shape {
public:
    virtual double area() = 0;
};
class Circle : public Shape {
public:
    double area() override { /* 圆面积计算 */ }
};

纯虚函数强制子类必须重写该函数，为多态提供了统一的接口规范。

虚析构函数作用

虚析构函数确保在通过基类指针删除对象时，能正确调用子类的析构函数，防止内存泄漏。

class Base {
public:
    virtual ~Base() {}
};
class Derived : public Base {
public:
    ~Derived() {}
};

如果Base的析构函数不是虚函数，当delete一个指向Derived对象的Base指针时，只会调用Base的析构函数，而不会调用Derived的析构函数。

运行时多态和编译时多态区别

运行时多态：在运行期间根据对象实际类型决定调用哪个函数版本，依赖虚函数和指针或引用，开销相对较大，因为需要通过虚函数表查找函数地址。
编译时多态：在编译期间根据函数参数类型和模板参数决定调用哪个函数版本，通过函数重载和模板实现，效率高，因为编译器在编译时就确定了调用的函数。