面试题：C++ 中 final 关键字的作用？

在 C++ 中，final 是一个用于限制类或虚函数进一步派生或重写的关键字。它的主要作用是增强代码的安全性和可维护性。

1. 用于类

当 final 用于类时，表示该类不能被继承。

语法：


class Base final {
    // 类定义
};
class Base final {
    // 类定义
};
class Base final {
    // 类定义
};

示例：


class Base final {
public:
    void show() {
        std::cout << "Base class" << std::endl;
    }
};
// 错误：Base 是 final 类，不能被继承
class Derived : public Base {
public:
    void show() {
        std::cout << "Derived class" << std::endl;
    }
};
class Base final {
public:
    void show() {
        std::cout << "Base class" << std::endl;
    }
};

// 错误：Base 是 final 类，不能被继承
class Derived : public Base {
public:
    void show() {
        std::cout << "Derived class" << std::endl;
    }
};
class Base final {
public:
    void show() {
        std::cout << "Base class" << std::endl;
    }
};

// 错误：Base 是 final 类，不能被继承
class Derived : public Base {
public:
    void show() {
        std::cout << "Derived class" << std::endl;
    }
};

作用：

防止其他类继承该类，确保类的行为不会被修改。
适用于设计不希望被扩展的类，例如工具类或某些核心类。

2. 用于虚函数

当 final 用于虚函数时，表示该虚函数不能在派生类中被重写。

语法：


class Base {
public:
    virtual void show() final {
        std::cout << "Base class" << std::endl;
    }
};
class Base {
public:
    virtual void show() final {
        std::cout << "Base class" << std::endl;
    }
};
class Base {
public:
    virtual void show() final {
        std::cout << "Base class" << std::endl;
    }
};

示例：


class Base {
public:
    virtual void show() final {
        std::cout << "Base class" << std::endl;
    }
};
class Derived : public Base {
public:
    // 错误：show 是 final 函数，不能被重写
    void show() override {
        std::cout << "Derived class" << std::endl;
    }
};
class Base {
public:
    virtual void show() final {
        std::cout << "Base class" << std::endl;
    }
};

class Derived : public Base {
public:
    // 错误：show 是 final 函数，不能被重写
    void show() override {
        std::cout << "Derived class" << std::endl;
    }
};
class Base {
public:
    virtual void show() final {
        std::cout << "Base class" << std::endl;
    }
};

class Derived : public Base {
public:
    // 错误：show 是 final 函数，不能被重写
    void show() override {
        std::cout << "Derived class" << std::endl;
    }
};

作用：

防止派生类修改基类的特定行为，确保某些关键逻辑的一致性。
适用于设计不希望被修改的虚函数，例如某些核心算法或接口。

3. 使用场景

禁止继承：当设计一个类时，如果不希望其他类继承它，可以使用 final。
禁止重写：当设计一个虚函数时，如果不希望派生类重写它，可以使用 final。
优化性能：编译器可以对 final 类或函数进行优化，因为它们的继承关系或行为是确定的。

4. 总结

用途	作用
类	禁止该类被继承，确保类的行为不会被修改。
虚函数	禁止派生类重写该虚函数，确保函数的行为不会被修改。
设计意图	增强代码的安全性和可维护性，防止意外的继承或重写。

final 是 C++11 引入的关键字，合理使用它可以提高代码的健壮性和可读性。

THE END