面试题：C++非虚函数在继承体系中的使用特点

Question

在C++的继承体系中，非虚函数有什么特点？请举例说明在哪些场景下适合使用非虚函数，以及使用非虚函数可能带来的潜在问题。

Answer 1

非虚函数特点

1. 静态绑定：在编译期确定调用哪个函数版本。即根据对象的静态类型（声明时的类型）来决定调用的函数，而非运行时对象的实际类型。
2. 不可重写：派生类不能提供与基类非虚函数同名同参数列表的不同实现，否则会被视为隐藏基类函数（不是重写）。

适合场景

1. 实现基本的、稳定的功能：例如，一个Date类用于处理日期相关操作，其getYear函数返回日期中的年份，这个功能通常是固定的，不会因派生类的不同而改变，适合定义为非虚函数。

class Date {
public:
    int getYear() {
        return year;
    }
private:
    int year;
};

2. 强制派生类遵循特定行为：当希望所有派生类都以统一方式执行某个操作时，使用非虚函数。比如一个Shape类有一个drawOnConsole函数，用于在控制台简单绘制形状轮廓，所有派生的具体形状类（如Circle、Rectangle）都按此统一方式绘制，就可将drawOnConsole定义为非虚函数。

class Shape {
public:
    void drawOnConsole() {
        std::cout << "Drawing a shape outline on console" << std::endl;
    }
};

class Circle : public Shape {};

潜在问题

1. 缺乏多态灵活性：如果需要根据对象实际类型执行不同行为，非虚函数无法满足。例如在图形绘制场景中，如果希望根据不同形状（Circle、Rectangle）执行不同绘制逻辑，使用非虚函数就无法实现运行时多态。

class Shape {
public:
    void draw() {
        std::cout << "Drawing a shape" << std::endl;
    }
};

class Circle : public Shape {
public:
    void draw() {
        std::cout << "Drawing a circle" << std::endl;
    }
};

Shape* shapePtr = new Circle();
shapePtr->draw(); // 输出 "Drawing a shape"，而非 "Drawing a circle"，没有体现多态

2. 代码可维护性和扩展性受限：当派生类需要有不同行为但函数被定义为非虚时，修改代码可能比较麻烦，可能需要修改基类代码结构，违反开闭原则。