C++ 进阶面试题, C++设计模式

QA

Step 1

Q:: 请解释C++中的多态性，并举例说明如何实现。

A:: 多态性是面向对象编程的重要特性之一，它允许一个接口可以有多种实现。在C++中，多态性通常通过继承和虚函数来实现。例如，一个基类Shape有一个虚函数draw()，而派生类Circle和Square可以分别实现这个函数。当通过基类指针调用draw()函数时，将根据指针实际指向的对象类型调用相应的函数实现。代码如下：

 
class Shape {
public:
    virtual void draw() const = 0;
};
 
class Circle : public Shape {
public:
    void draw() const override {
        std::cout << "Drawing Circle" << std::endl;
    }
};
 
class Square : public Shape {
public:
    void draw() const override {
        std::cout << "Drawing Square" << std::endl;
    }
};
 
void DrawShape(const Shape& shape) {
    shape.draw();
}
 
int main() {
    Circle circle;
    Square square;
    DrawShape(circle);
    DrawShape(square);
    return 0;
}

输出结果为：


Drawing Circle
Drawing Square

Step 2

Q:: 请描述C++中的RAII（资源获取即初始化）模式，并举例说明。

A:: RAII（Resource Acquisition Is Initialization）是一种C++编程惯用法，它通过对象的生命周期来管理资源，确保资源的分配与释放紧密结合。使用RAII，资源在对象创建时获取，并在对象销毁时释放，从而避免资源泄漏。典型的RAII实现是通过智能指针管理动态分配的内存。

例如：

 
#include <iostream>
#include <memory>
 
class Resource {
public:
    Resource() { std::cout << "Resource acquired" << std::endl; }
    ~Resource() { std::cout << "Resource released" << std::endl; }
};
 
int main() {
    {
        std::unique_ptr<Resource> ptr = std::make_unique<Resource>();
        // Resource is being used
    } // ptr goes out of scope and Resource is automatically released here
    return 0;
}

输出结果为：


Resource acquired
Resource released

这个例子中，当ptr超出作用域时，Resource对象被自动释放。

Step 3

Q:: 解释C++中的设计模式，举例说明如何在代码中应用某个设计模式。

A:: 设计模式是解决特定问题的可复用解决方案。在C++中，常见的设计模式包括单例模式、工厂模式、观察者模式等。以单例模式为例，它确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。

例如：

 
class Singleton {
private:
    static Singleton* instance;
    Singleton() {}  // 私有化构造函数
public:
    static Singleton* getInstance() {
        if (instance == nullptr) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
};
 
Singleton* Singleton::instance = nullptr;

在这个例子中，getInstance()函数确保了Singleton类的唯一实例。

用途

这些面试内容是为了评估候选人对C`++核心概念和实践的掌握程度，尤其是在实际生产环境中，编写高效、安全且可维护的代码的能力。多态性、RAII和设计模式是C++`开发中的重要概念，它们帮助开发者管理复杂的系统，确保代码的可扩展性、健壮性和资源管理效率。例如，在大型系统中，设计模式有助于实现代码的模块化和重用，RAII确保资源安全地分配和释放，避免内存泄漏和资源竞争。\n

C++ 进阶面试题, C++设计模式