面试题：C++ 委托构造在复杂继承体系中的应用及问题

委托构造可能出现的问题

内存泄漏：
- 问题描述：如果在委托构造过程中，对象部分构造完成后抛出异常，而资源（如动态分配的内存）没有正确释放，就会导致内存泄漏。例如，在一个子类构造函数委托给基类构造函数时，基类构造函数分配了内存，若子类构造函数后续操作抛出异常，而没有在异常处理中释放基类分配的内存，就会出现内存泄漏。
- 解决方案：使用智能指针管理动态分配的资源。智能指针在对象析构时会自动释放所管理的资源，从而避免内存泄漏。例如，使用std::unique_ptr或std::shared_ptr。
虚函数表初始化：
- 问题描述：在多层继承委托构造中，虚函数表的初始化顺序可能会导致问题。在构造函数调用过程中，对象处于部分构造状态，虚函数表可能还未完全正确初始化。如果在这个过程中调用虚函数，可能会导致未定义行为。
- 解决方案：避免在构造函数中调用虚函数。如果确实需要在构造过程中执行与虚函数类似的操作，可以通过模板方法模式等设计模式来实现。在构造函数中调用一个非虚的初始化函数，该函数可以被子类重写来完成特定的初始化操作。

代码框架示例

#include <memory>
class TopBase {
public:
    // 顶层基类构造函数
    TopBase(int value) : data(new int(value)) {
        // 这里假设 data 是动态分配的内存
    }
    TopBase(const TopBase& other) : data(new int(*other.data)) {
    }
    ~TopBase() {
        delete data;
    }
private:
    int* data;
};

class MiddleClass : public TopBase {
public:
    // MiddleClass 委托构造函数
    MiddleClass(int value) : TopBase(value) {
        // 可以在这里添加 MiddleClass 特定的初始化
    }
    MiddleClass(const MiddleClass& other) : TopBase(other) {
        // 可以在这里添加 MiddleClass 特定的拷贝初始化
    }
};

class BottomClass : public MiddleClass {
public:
    // BottomClass 委托构造函数
    BottomClass(int value) : MiddleClass(value) {
        // 可以在这里添加 BottomClass 特定的初始化
    }
    BottomClass(const BottomClass& other) : MiddleClass(other) {
        // 可以在这里添加 BottomClass 特定的拷贝初始化
    }
};

使用智能指针改进后的代码框架

#include <memory>
class TopBase {
public:
    // 顶层基类构造函数
    TopBase(int value) : data(std::make_unique<int>(value)) {
    }
    TopBase(const TopBase& other) : data(std::make_unique<int>(*other.data)) {
    }
    // 注意这里不需要显式析构函数，因为 std::unique_ptr 会自动管理内存
private:
    std::unique_ptr<int> data;
};

class MiddleClass : public TopBase {
public:
    // MiddleClass 委托构造函数
    MiddleClass(int value) : TopBase(value) {
        // 可以在这里添加 MiddleClass 特定的初始化
    }
    MiddleClass(const MiddleClass& other) : TopBase(other) {
        // 可以在这里添加 MiddleClass 特定的拷贝初始化
    }
};

class BottomClass : public MiddleClass {
public:
    // BottomClass 委托构造函数
    BottomClass(int value) : MiddleClass(value) {
        // 可以在这里添加 BottomClass 特定的初始化
    }
    BottomClass(const BottomClass& other) : MiddleClass(other) {
        // 可以在这里添加 BottomClass 特定的拷贝初始化
    }
};

面试题：C++ 委托构造在复杂继承体系中的应用及问题

知识考点

面试题答案

委托构造可能出现的问题

代码框架示例

使用智能指针改进后的代码框架