面试题：C++含纯虚函数类的多态实现与内存管理

实现函数根据子类类型执行不同操作
- 首先定义基类和子类：

#include <iostream>
class Base {
public:
    virtual void doSomething() = 0;
    virtual ~Base() {}
};

class Sub1 : public Base {
public:
    void doSomething() override {
        std::cout << "Sub1's doSomething" << std::endl;
    }
};

class Sub2 : public Base {
public:
    void doSomething() override {
        std::cout << "Sub2's doSomething" << std::endl;
    }
};

然后实现根据子类类型执行不同操作的函数：

void performAction(Base* basePtr) {
    if (Sub1* sub1Ptr = dynamic_cast<Sub1*>(basePtr)) {
        sub1Ptr->doSomething();
    } else if (Sub2* sub2Ptr = dynamic_cast<Sub2*>(basePtr)) {
        sub2Ptr->doSomething();
    }
}

内存管理避免内存泄漏
- 当使用new分配Base及其子类对象时，在不再需要这些对象时，必须使用delete来释放内存。如果通过Base指针指向子类对象，要确保Base类有虚析构函数，这样当通过Base指针delete对象时，会调用正确的子类析构函数来释放子类特有的资源。例如：

int main() {
    Base* sub1 = new Sub1();
    performAction(sub1);
    delete sub1;

    Base* sub2 = new Sub2();
    performAction(sub2);
    delete sub2;

    return 0;
}

如果使用智能指针（如std::unique_ptr或std::shared_ptr），可以更安全地管理内存。例如：

#include <memory>
int main() {
    std::unique_ptr<Base> sub1 = std::make_unique<Sub1>();
    performAction(sub1.get());

    std::unique_ptr<Base> sub2 = std::make_unique<Sub2>();
    performAction(sub2.get());

    return 0;
}

虚函数表的结构和工作原理
- 结构：
  - 每个包含虚函数（包括纯虚函数）的类都有一个虚函数表（vtable）。虚函数表是一个函数指针数组。
  - 对于基类Base，虚函数表中存储了基类中虚函数的地址。如果基类有纯虚函数，虚函数表中对应的函数指针为nullptr（在实际实现中可能有特定的标识）。
  - 对于派生类，比如Sub1和Sub2，它们的虚函数表首先复制基类的虚函数表内容，然后将重写的虚函数地址替换为派生类中该虚函数的实际地址。如果派生类有新的虚函数，这些函数的地址会追加到虚函数表的末尾。
- 工作原理：
  - 当创建一个包含虚函数的类对象时，对象的内存布局中会有一个隐藏的指针（vptr），该指针指向该类的虚函数表。
  - 当通过基类指针调用虚函数时，首先通过对象的vptr找到对应的虚函数表，然后根据虚函数在虚函数表中的索引找到实际要调用的函数地址，并执行该函数。例如，在performAction函数中通过Base指针调用doSomething函数时，会根据对象实际的vptr找到对应的虚函数表（如果是Sub1对象，就是Sub1的虚函数表；如果是Sub2对象，就是Sub2的虚函数表），然后调用相应的doSomething函数。

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面试题：C++含纯虚函数类的多态实现与内存管理

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