你列出的这些属于 C++ 高级开发中面向对象设计与架构设计的核心知识，也是面试高级工程师岗位必问的内容。下面我按顺序，深入讲解每一项概念、原理、用途，并穿插 C++ 示例。

---

✅ 1. 设计原则（SOLID）

SOLID 是面向对象设计的五大原则，有助于写出可维护、可扩展、低耦合、高内聚的代码。

缩写	名称	含义
S	单一职责原则 (SRP)	每个类只有一个引起它变化的原因。
O	开闭原则 (OCP)	对扩展开放，对修改关闭。
L	里氏替换原则 (LSP)	子类应能替代父类并正确运行。
I	接口隔离原则 (ISP)	不应强迫客户端依赖不使用的接口。
D	依赖倒置原则 (DIP)	高层模块不应依赖底层模块，二者都依赖抽象。

示例（开闭原则）：

class Shape {
public:virtual double area() const = 0;virtual ~Shape() = default;
};class Circle : public Shape {double r;
public:Circle(double r) : r(r) {}double area() const override { return 3.14 * r * r; }
};class Square : public Shape {double s;
public:Square(double s) : s(s) {}double area() const override { return s * s; }
};// 对扩展开放，对修改关闭
double totalArea(const std::vector<std::shared_ptr<Shape>>& shapes) {double sum = 0;for (auto& s : shapes) {sum += s->area();  // 多态支持}return sum;
}

---

✅ 2. 设计模式（单例、工厂、观察者、策略、模板方法等）

常见设计模式：

模式	用途
单例模式	系统中只允许一个类的实例存在。
工厂模式	将对象创建的逻辑封装起来，解耦使用者与实现。
观察者模式	一对多通知机制，发布-订阅。
策略模式	封装行为，动态选择策略实现。
模板方法模式	父类定义流程，子类实现具体步骤。

单例模式（懒汉线程安全）

class Singleton {
private:Singleton() {}
public:static Singleton& getInstance() {static Singleton instance;return instance;}void doSomething() {}
};

---

✅ 3. 虚函数、多态、纯虚函数与接口设计

• 虚函数：允许子类重写，支持运行时多态。
• 纯虚函数：用 = 0 表示，是接口设计的核心。
• 接口类：只包含纯虚函数，无成员变量。

示例：

class IShape {
public:virtual double area() const = 0;  // 纯虚函数virtual ~IShape() = default;
};class Rectangle : public IShape {double w, h;
public:Rectangle(double w, double h) : w(w), h(h) {}double area() const override { return w * h; }
};

---

✅ 4. 多继承与虚继承

• 多继承：一个类继承多个基类，容易造成二义性。
• 虚继承：解决“菱形继承”中基类重复问题。

示例（虚继承）：

class A {
public:int x;
};class B : virtual public A {};
class C : virtual public A {};class D : public B, public C {
public:void setX(int val) { x = val; }  // x不再重复
};

---

✅ 5. 对象生命周期管理

C++ 对象生命周期分为：

• 静态对象：程序开始时分配，结束时销毁（如全局变量）。
• 自动对象：函数栈帧上的局部变量，函数结束时自动销毁。
• 动态对象：通过 new 分配，必须手动或用智能指针释放。
• 临时对象：表达式中创建，使用后自动销毁。

要点：

• 避免使用裸 new / delete
• 配合 RAII 和智能指针自动管理资源

---

✅ 6. RAII（资源获取即初始化）

RAII 是 C++ 的重要资源管理机制，通过对象构造/析构自动管理资源（如文件、锁、内存）。

示例（文件RAII封装）：

class FileWrapper {FILE* fp;
public:FileWrapper(const char* filename, const char* mode) {fp = fopen(filename, mode);if (!fp) throw std::runtime_error("打开文件失败");}~FileWrapper() {if (fp) fclose(fp);}FILE* get() { return fp; }
};

---

总结

技术点	关键词	作用
SOLID 原则	SRP, OCP, LSP, ISP, DIP	提升代码可维护性、可扩展性
设计模式	单例、工厂、观察者等	应对常见场景的架构模式
多态	虚函数、纯虚函数	提供接口抽象与多态行为
多继承	虚继承	解决菱形继承的问题
生命周期	栈、堆、临时对象	资源正确创建与释放
RAII	构造申请，析构释放	避免资源泄露，异常安全

---