嵌入式八股 - C++ 三

21、final和override

C++中final 和 override 关键字用于增强继承和虚函数重写的安全性和可读。也就是说，override 用于派生类，意在确认重写；而 final 用于基类（或类本身），意在禁止重写（或继承）。

1）override

override 关键字用在派生类的成员函数声明末尾，作用是显式地告诉编译器函数是要重写基类的虚函数。加上 override 后，编译器会强制进行检查。如果派生类的函数没有精确匹配基类的任何一个虚函数，编译器会立即报错，从而将错误从运行时提前到编译时，极大地降低了调试成本。

class Base {
public:
    virtual void funcA(int x);
    virtual void funcB() const;
};

class Derived : public Base {
public:
    // 错误！参数类型不匹配，编译器会报错
    void funcA(double x) override { } 

    // 正确！签名完全匹配
    void funcB() const override { } 
};

2）final

final 关键字有两种用法

• 修饰虚函数

当 final 用于修饰一个虚函数时，表示这个虚函数是它所在类的最终版本，任何后续的派生类都不允许再重写这个函数。

• 修饰类

当 final 用于修饰一个类时，表示这个类不能被继承。任何尝试继承这个类的行为都会导致编译错误。

class Stu final {
    // ...
};

// 错误！编译器会报错，因为 Stu 是 final 类
class LitStu: public Stu { };

22、nullptr和NULL的区别

在现代 C++开发中，nullptr 和 NULL 虽然都用来表示空指针，但它们在类型安全性和使用场景上有本质的区别。nullptr 是专门引入的新关键字，用于初始化空类型指针，而 NULL 往往本质上是整数 0。在C++函数重载等场景下使用NULL容易发生歧义（NULL还是0？）

23、C++类中默认的成员函数有哪些？

在 C++ 中，如果你没有显式地定义某些成员函数，编译器会在特定条件下自动为你生成这些函数。这些被称为默认成员函数。

在新创建的一个C++类中，默认成员函数有：

• 默认构造函数
• 拷贝构造函数
• 析构函数
• 重载赋值运算符函数
• 重载取址运算符函数
• 重载取址运算符const函数
• （C++11引入移动构造函数和重载移动赋值操作符函数）

class ClassName{
public:
   ClassName();  // 默认构造函数,对象实例化且无参数时
   ~ClassName(); // 析构函数,对象生命周期结束时
   ClassName(const ClassName&); // 拷贝构造函数,用同类对象初始化新对象时
   operator=(const ClassName&); // 拷贝赋值运算符,将一个已存在对象赋值给另一个已存在对象时
   operator&(); // 重载取址运算符函数,对非 const 对象使用 & 时
   operator&() const;	 // 重载取址运算符const函数,对 const 对象使用 & 时
   ClassName(ClassName&&); // 移动构造函数,用右值初始化新对象时
   operator=(ClassName&&); // 重载移动赋值操作符函数,将右值赋值给已存在对象时
};

24、默认函数控制

在 C++11 及以后的版本中，=default 和 =delete 是两个用于精确控制类默认行为的关键字。

• =default 指定显示默认函数（只能是默认构造函数、拷贝构造函数、析构函数、重载赋值运算符函数、移动构造函数和重载移动赋值操作符函数六种函数）
• =delete指定禁止使用函数，可以是默认函数和自定义函数

25、拷贝构造函数和赋值运算符调用时机

1）拷贝构造函数的调用时机

只要涉及用旧对象去初始化一个新对象，就会调用拷贝构造函数。

1、显式初始化当你用一个已存在的对象去初始化另一个新对象时

MyClass a;
MyClass b= a;// 调用拷贝构造（虽然写了=，但本质是初始化）
MyClassc(a);// 调用拷贝构造

2、函数参数按值传递当函数的参数是对象（而非引用或指针）时，实参会拷贝一份给形参

voidfunc(MyClass param);// 形参 param 是新对象
MyClass a;
func(a);// 调用拷贝构造，将 a 拷贝给 param

3、函数按值返回对象当函数返回类型是对象时，通常会生成一个临时对象作为返回值

MyClassfunc(){    
	MyClass temp;
	return temp;
	// 理论上调用拷贝构造（可能被优化）
}

4、容器插入元素当你把对象放入 std::vector 等容器时，容器内部会创建对象的副本

std::vector<MyClass> vec;
MyClass a;
vec.push_back(a);// 调用拷贝构造，将 a 的副本存入容器

2）赋值运算符的调用时机

只有当两个对象都已经存在，且进行赋值操作时，才会调用赋值运算符。

1、已存在对象的赋值

MyClass a, b;
b= a;// b 已经存在，调用赋值运算符，将 a 的值赋给 b

2、链式赋值

MyClass a, b, c;
a= b= c;// 先 b=c，再 a=b，均调用赋值运算符

26、C++三大特性和介绍

C++ 的三大核心特性是 封装、继承 和 多态，它们构成了面向对象编程的基础。封装通过隐藏实现细节提高了安全性和模块化。继承实现了代码复用和逻辑层次结构。多态则通过统一接口实现了行为多样化，增强了代码的灵活性。

封装：封装是将数据和操作数据的函数绑定在一起，并隐藏实现细节，仅暴露必要的接口。通过封装，可以限制外部对类内部数据的直接访问，确保数据的完整性和安全性。

继承 ：继承是实现代码复用的重要手段，它允许我们基于一个已有的类（称为基类或父类）来创建一个新的类（称为派生类或子类）。

多态 ：通过多态可以用统一的接口来操作不同类型的对象，而程序会在运行时根据对象的实际类型来决定调用哪个具体的方法。

27、三种继承方式介绍

在 C++ 中分为public、protected 和 private 这三种继承方式，本质上决定了基类的成员在派生类中会变成什么访问权限。

28、函数对象以及跟普通函数的区别？

在C++中，函数对象是通过重载operator()的类实例，使其可以像普通函数一样被调用，拥有函数行为和状态，而普通函数是一段代码。

区别：

• 状态保持：函数对象可以通过成员变量保存状态，每次调用都可以基于之前的状态，而普通函数无法在调用之间保存数据
• 调用方式：函数对象需要先创建实例，然后用实例调用。函数对象需要先创建实例，然后用实例调用，而普通函数可以直接被调用
• 灵活性：函数对象灵活性高，可以通过构造函数初始化不同的行为策略，而普通函数逻辑固定，难以参数化，灵活性低

29、自动类型推导auto

在现代 C++中，auto 关键字允许编译器在编译期根据初始化表达式自动推导变量类型，从而减少冗长的类型声明，提高代码可读性与可维护性。

auto推到原则：

注意问题：

• 必须初始化，依赖初始值来推导类型，因此声明时必须赋初值，否则编译器会报错
• 可能丢失 const 或引用属性，如果你希望变量是引用，必须显式加上。否则，会进行值拷贝。

vector<int> v = {1, 2, 3};

auto val = v;    // val 是 int 的拷贝，修改 val 不影响 v
auto& ref = v;   // ref 是 v 的引用，修改 ref 会改变 v

• 降低代码可读性

auto使用限制：

• 不能作为函数参数使用，但是允许用于 Lambda 的参数，实现泛型编程。
• 不能用于类的非静态成员变量的初始化
• 不能使用auto关键字定义数组
• 无法使用auto推导出模板参数

30、lambda表达式

Lambda表达式是一种简洁的编程语言特性，其允许以匿名函数的形式快速定义和实现功能。其语法结构如下：

[捕获列表] (参数列表) -> 返回值类型 { 函数体 }

捕获列表说明：