一些常見的筆試題（三）

先來看一段簡單的代碼。

class CBase { public: virtual void func1() { cout << "CBase::func1" << endl; } void func2() { cout << "CBase::func2" << endl; } private: int m_a; }; class CDerived : public CBase { public: void func1() { cout << "CDerived::func1" << endl; } void func2() { cout << "CDerived::func2" << endl; } private: int m_b; }; int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) { CBase base; CDerived derived; CBase* pBase = &derived; pBase->func1(); pBase->func2(); CDerived* pDerived = (CDerived*)&base; pDerived->func1(); pDerived->func2(); return 0; } 

 

這道題也是經常在筆試中會遇到的，很多人可能都不能完全答對，一般只要c++有一定的經驗，大部分都能答對前面兩個函數調用，對於剩下兩個可能就不太確定了，雖然感覺不太實用，但這的的確確能體現一個程序員對類繼承的理解深度。

有些人的可能答案是這樣的：

CDerived::func1

CBase::func2

CBase::func1

CBase::func2

但結果真是這樣的嗎？

首先我們分析一下上面的結果。

① 函數調用pBase->func1()的結果顯然是CDerived::func1。會c++的都知道，這是多態的表現，基類的指針指向派生類對象，如果該函數是虛函數，那會調用會調用當前實際對象的vtable表中對應的函數，也就是CDerived::func1。

② 函數調用pBase->func2()的結果是CBase::func2。原因在於：如果被調用的函數不是虛函數，那麼函數調用會根據指針的類型來調用，而這裏是基類指針在調用，所以最終調用的是基類的函數func2() ，輸出爲CBase::func2。

 

對於這句話，CDerived* pDerived = (CDerived*)&base，我原先的想法是，這肯定有問題，怎麼能直接將基類對象的指針強轉成派生類的指針呢，這樣肯定會引起對象的切割。但實際上，這和對象切割一點關係都沒有，如果是(CDerived)base，將對象base強轉成CDerived的對象，這才叫對象切割。所以，這裏直接進行指針轉化是沒有問題的。不就將指針的類型轉換一下嘛，又沒有改變指針本身的值，所以這裏沒有危險。

③ 對於函數調用pDerived->func1()來說，因爲之前進行了指針的轉換，將基類的對象base的地址賦值給派生類的指針，所以很多人就不確定了，到底是調用哪個類的函數呢，是CBase::func1還是CDerived::func1，結果往往是連懵帶猜，隨便寫個算了。其實如果再對vtable稍微深想一下的話，可能就知道應該是什麼樣的答案了。

我的想法是，無論是pBase->func1()還是pDerived->func1()，它們的做法都是需要先判斷函數fun1是不是虛函數，如果是的話，那會就會去vtable裏面去找，當前對象應該調用的那個函數。每個類在聲明一個或多個對象之後，如果類中有虛函數，那麼就會爲每個對象鑲嵌一個__vfptr的指針，用它來指向vtable表，並且同一個類的所有對象的__vfptr值和vtable表中的內容都是完全一樣的【但是，我有個疑問，因爲同一個類的所有對象共享一個__vfptr指針，到底__vfptr能不能看成類的靜態成員？這個估計與編譯器實現有關】。所以，對於pDerived->func1()來說，它會去pDerived所指向對象的的vtable表中查找一下fun1這個函數，而pDerived所指向對象是base，也就是基類的對象，因此，找到的函數就是CBase::func1，所以，答案是：CBase::func1。

④ 如果能理解②和③的話，對於函數調用pDerived->func2()來說，答案就已經很明確了，就是CDerived::func2了。因爲fun2不是虛函數，所以函數調用的時候不會去vtable中去找，也就是說，fun2的調用不能根據對象的實際類型來找對應的函數，而只能根據調用的指針的類型來判斷調用的函數。

所以，最終的結果是：

CDerived::func1

CBase::func2

CBase::func1

CDerived::func2

 

因爲我對編譯原理不怎麼了解，沒學過，有些東西可能還是沒說明白甚至是說錯了，如有問題，謝謝糾正。