Ответ.

В языке C++ не существует понятия 'виртуального конструктора' в прямом смысле, однако необходимость создавать экземпляры объектов производных классов по известному только во время выполнения типу возникает часто. Исторически аналог такой задачи решается паттерном "виртуальный конструктор" через виртуальные функции — обычно "clone()" или "create()".

История вопроса: В C++ начиная с ранних версий столкнулись с ограничением: конструктор не может быть объявлен как виртуальный. Тем не менее, иногда в иерархиях классов нужно создавать новые объекты на основе существующего (или полного знания типа только на этапе выполнения).

Проблема: Классически конструкторы не подчиняются никакому механизму виртуальных функций — вызов всегда разрешается на этапе компиляции. Это не позволяет получить "живую" фабрику для порождающих объектов с их настоящим типом времени выполнения через конструктор базового класса.

Решение: Рекомендуется реализовать виртуальную функцию в базовом классе — обычно это clone() (создать копию объекта) или create() (создать объект того же типа без копирования состояния).

Пример кода:

class Base {
public:
    virtual ~Base() {}
    virtual Base* clone() const = 0;
};

class Derived : public Base {
public:
    Derived(int v) : value(v) {}
    Base* clone() const override { return new Derived(*this); }
private:
    int value;
};

void process(const Base& b) {
    Base* b2 = b.clone(); // Создаем правильную копию через виртуальный метод
    delete b2;
}

Ключевые особенности:

Виртуальный конструктор реализуется только через паттерны clone()/create().
Сам конструктор не может быть виртуальным.
Необходим для реализации фабрик и копирования иерархий наследования.

Вопросы с подвохом.

Могут ли конструкторы быть объявлены virtual в C++?

Нет, синтаксис C++ не допускает спецификатора virtual у конструктора. В противном случае компилятор выдаст ошибку компиляции.

Если объявить clone() самостоятельно, обязательно ли делать его pure virtual в базовом классе?

Нет, не обязательно. Можно дать clone() реализацию по умолчанию, например, если есть смысл копировать только часть состояния или возвращать nullptr, но обычно делается чисто виртуальной функцией (pure virtual) для большего контроля.

Можно ли использовать фабричные статические методы как замену clone()? Как это соотносится с виртуальностью?

Статические методы фабрики не являются виртуальными и не переопределяются в наследниках по классическому механизму. Для истинного "виртуального конструктора" требуется виртуальная функция экземпляра либо другой способ динамического разрешения типа.

Типовые ошибки и анти-паттерны

Попытка объявить конструктор как virtual.
Невнимание к исключениям и памяти при использовании clone() (возникают утечки).
Отсутствие виртуального деструктора при копировании через clone().

Пример из жизни

Негативный кейс

Разработчик реализовал паттерн через статический метод:

class Base {
public:
    static Base* create() { return new Base; }
};

class Derived : public Base {};
// ... вызывается Base::create(), возвращает Base, потеря информации о реальном типе

Плюсы:

Просто реализовать

Минусы:

Потеря полиморфизма, Base::create() всегда возвращает только Base, невозможно создать Derived через интерфейс

Позитивный кейс

Код использует clone():

class Base {
public:
    virtual ~Base() {}
    virtual Base* clone() const = 0;
};

class Derived : public Base {
    int x;
public:
    Derived(int x) : x(x) {}
    Base* clone() const override { return new Derived(*this); }
};