[C++面試題]之繼承與接口

     整個C++程序設計全面圍繞面向對象的方式進行。類的繼承特性是C++的一個非常重要的機制。繼承特性可以使一個新類獲得其父類的操作和數據結構，程序員只需在新類中增加原有類沒有的成分。

     在面試過程中，各大企業會考量你對虛函數、純虛函數、私有繼承、多重繼承等知識點的掌握程度，因此就有了我們這一節的內容，開始吧。

1、以下代碼的輸出結果是什麼？

#include<iostream> usingnamespacestd; classA { protected:     intm_data; public:     A(intdata = 0)     {         m_data = data;     }     intGetData()     {         returndoGetData();     }     virtualintdoGetData()     {         returnm_data;     } }; classB :public A { protected:     intm_data; public:     B(intdata = 1)     {         m_data = data;     }     intdoGetData()     {         returnm_data;     } }; classC :public B { protected:     intm_data; public:     C(intdata = 2)     {         m_data = data;     } }; int main () {     C c(10);     cout << c.GetData() <<endl;     cout << c.A::GetData() <<endl;     cout << c.B::GetData() <<endl;     cout << c.C::GetData() <<endl;     cout << c.doGetData() <<endl;     cout << c.A::doGetData() <<endl;     cout << c.B::doGetData() <<endl;     cout << c.C::doGetData() <<endl;     return0; }

     解析:構造函數從最初始的基類開始構造的,各個類的同名變量沒有形成覆蓋,都是單獨的變量.理解這兩個重要的C++特性後解決這個問題就比較輕鬆了,下面我們看看:

     cout << c.GetData() <<endl;

     本來是要調用C類的GetData()，C中未定義，故調用B中的，但是B中也未定義，故調用A中的GetData()，因爲A中的doGetData()是虛函數，所以調用B類中的doGetData()，而B類的doGetData()返回B::m_data，故輸出 1。

     cout << c.A::GetData() <<endl;

     因爲A中的doGetData()是虛函數，所以調用B類中的doGetData()，而B類的doGetData()返回B::m_data，故輸出 1。

     cout << c.B::GetData() <<endl;

     肯定是B類的返回值 1 了。

     cout << c.C::GetData() <<endl;

     跟cout << c.GetData() <<endl;語句是一樣的。

     cout << c.doGetData() <<endl;

     B類的返回值 1 了。

     cout << c.A::doGetData() <<endl;

     因爲直接調用了A的doGetData() ，所以輸出0。

     cout << c.B::doGetData() <<endl;  
     cout << c.C::doGetData() <<endl;

     這兩個都是調用了B的doGetData()，所以輸出 1。

     這裏要注意存在一個就近調用，如果父類存在相關接口則優先調用父類接口，如果父類也不存在相關接口則調用祖父輩接口。

答案：

1 1 1 1 1 0 1 1

2、以下代碼輸出結果是什麼？

#include<iostream> usingnamespacestd; classA { public:     voidvirtualf()     {         cout<<"A"<<endl;     } }; classB :public A { public:     voidvirtualf()     {         cout<<"B"<<endl;     } }; int main () {     A* pa=newA();     pa->f();     B* pb=(B*)pa;     pb->f();     deletepa,pb;     pa=newB();     pa->f();     pb=(B*)pa;     pb->f();     return0; }

        解析：這是一個虛函數覆蓋虛函數的問題。A類裏的f()函數是一個虛函數，虛函數是被子類同名函數所覆蓋的。而B類裏的f()函數也是一個虛函數，它覆蓋A類f()函數的同時，也會被它的子類覆蓋。但是在 B* pb=(B*)pa;裏面，該語句的意思是轉化pa爲B類型並新建一個指針pb，將pa複製到pb。但是這裏有一點請注意，就是pa的指針始終沒有發生變化，所以pb也指向pa的f()函數。這裏並不存在覆蓋的問題。

      delete pa，pb;刪除了pa和pb所指向的地址，但是pa、pb指針並沒有刪除，也就是我們通常說的懸浮指針，現在重新給pa指向新地址，所指向的位置是B類的，而之前pa指針類型是A類的，所以就產生了一個覆蓋。pa->f();的值是B。

      pb=(B*)pa;轉化pa爲B類指針給pb賦值，但pa所指向的f()函數是B類的f() 函數，所以pb所指向的f()函數是B類的f()函數。pb->f();的值是B。

       答案：

A A B B

3、派生類的3種繼承方式？

       答案：

    （1）公有繼承方式：

     基類成員對其對象的可見性與一般類及其對象的可見性相同，公有成員可見，其他成員不可見。這裏保護成員與私有成員相同。

     基類成員對派生類的可見性對派生類來說，基類的公有成員和保護成員可見，基類的公有成員和保護成員作爲派生類的成員時，它們都保持原有的狀態；基類的私有成員不可見，基類的私有成員仍然是私有的，派生類不可訪問基類中的私有成員。

     基類成員對派生類對象的可見性對派生類對象來說，基類的公有成員是可見的，其他成員是不可見的。

    （2）私有繼承方式：

     基類成員對其對象的可見性與一般類及其對象的可見性相同，公有成員可見，其他成員不可見。

     基類成員對派生類的可見性對派生類來說，基類的公有成員和保護成員可見，基類的公有成員和保護成員都作爲派生類的私有成員，並且不能被這個派生類的子類所訪問；基類的私有成員不可見，派生類不可訪問基類中的私有成員。

     基類成員對派生類對象的可見性對派生類對象來說，基類的所以成員都是不可見的。

     所以說，在私有繼承時，基類的成員只能由直接派生類訪問，而無法再往下繼承。

    （3）保護繼承方式：

     這種繼承方式與私有繼承方式的情況相同，兩者的區別僅在於對派生類的成員而言，基類成員對其對象的可見性與一般類及其對象的可見性相同，公有成員可見，其他成員不可見。

     基類成員對派生類的可見性對派生類來說，基類的公有成員和保護成員可見，基類的公有成員和保護成員都作爲派生類的保護成員，並且不能被這個派生類的子類所訪問；基類的私有成員不可見，派生類不可訪問基類中的私有成員。

     基類成員對派生類對象的可見性對派生類對象來說，基類的所以成員都是不可見的。

     所以說，在私有繼承時，基類的成員只能由直接派生類訪問，而無法再往下繼承。

4、下面程序運行結果是什麼？

#include<iostream> usingnamespacestd; classA {     chark[3]; public:     virtualvoidaa(){}; }; classB :public virtual A {     charj[3]; public:     virtualvoidbb(){}; }; classC :public virtual B {     chari[3]; public:     virtualvoidcc(){}; }; int main () {     cout <<"sizeof(A):"<< sizeof(A) << endl;     cout <<"sizeof(B):"<< sizeof(B) << endl;     cout <<"sizeof(C):"<< sizeof(C) << endl;     return0; }

      解析：（1）對於A類，由於有一個虛函數，那麼必須有一個對應的虛函數表來記錄對應的函數入口地址。每個地址需標有一個虛指針，指針的大小爲4。類中還有一個char k[3]，每一個char值所佔空間是1，所以char k[3]所佔大小是3。做一個數據對齊後變爲4。所以，sizeof(A)的結果就是char k[3]所佔大小4和虛指針所佔大小4之和等於8。

    （2）對於B類，由於B繼承了A，同時還擁有自己的虛函數，那麼B中首先擁有一個vfptr_B，指向自己的虛函數表。還有char j[3]，大小爲4，可虛繼承該如何實現呢？首先要通過加入一個虛類指針（記vbptr_B_A）來指向其父類，然後還要包含父類的所有內容，所以sizeof(B)的大小是：A類所佔大小8，char j[3]所佔大小4，vfptr_B所佔大小4，vbptr_B_A所佔大小4，它們之和等於20。

    （3）對於C類和B類差不多，結果是32。

     答案：

sizeof(A):8

sizeof(B):20

sizeof(C):32

5、什麼是虛繼承？它與一般的繼承有什麼不同？它有什麼用？寫出一段虛繼承的C++代碼。

    答案：

虛擬繼承是多重繼承中特有的概念。虛擬基類是爲了解決多重繼承而出現的，請看下圖：

在圖 1中，類D接觸自類B和類C，而類B和類C都繼承自類A，因此出現了圖 2所示的情況。

在圖 2中，類D中會出現兩次A。爲了節省內存空間，可以將B、C對A的繼承定義爲虛擬繼承，而A成了虛擬基類。最後形成了圖 3。

代碼如下：

?

1 2 3 4

classA; classB :public virtual A; classC :public virtual A; classD :public B,publicC;