详解一道C++笔试题，考察重载、覆盖、多态

淩亂°似流年 2022-07-31 15:30 198阅读 0赞

C++版看到的，说是面试宝典里的题目，考察重载、覆盖、多态等概念，比较有代表性。今天早上远程辅导 Yan Wang 同学学习 Qt 时还想到了这个题目，如果你能够正确理解这个题目，说明对于 C++ 中的函数重载、覆盖、虚函数、多态等有了正确的认识。然后呢，再来学习 Qt 就顺风顺水了。

#  #

题目是酱紫的：

**\[cpp\]**  [view plain][] [copy][view plain] [![在CODE上查看代码片][CODE]][CODE_CODE] [![派生到我的代码片][ico_fork.svg]][ico_fork.svg 1]

1.  \#include <iostream>  
2.  \#include <string>  
3.  **using** **namespace** std;  
4.  **class** A  
5.  \{  
6.  **protected**:  
7.      **int** m\_data;  
8.  **public**:  
9.      A(**int** data = 0)  
10.     \{  
11.         m\_data = data;  
12.     \}  
13.     **int** GetData()  
14.     \{  
15.         **return** doGetData();  
16.     \}  
17.     **virtual** **int** doGetData()  
18.     \{  
19.         **return** m\_data;  
20.     \}  
21. \};  
22. **class** B : **public** A  
23. \{  
24. **protected**:  
25.     **int** m\_data;  
26. **public**:  
27.     B(**int** data = 1)  
28.     \{  
29.         m\_data = data;  
30.     \}  
31.     **int** doGetData()  
32.     \{  
33.         **return** m\_data;  
34.     \}  
35. \};  
36. **class** C : **public** B  
37. \{  
38. **protected**:  
39.     **int** m\_data;  
40. **public**:  
41.     C(**int** data = 2)  
42.     \{  
43.         m\_data = data;  
44.     \}  
45. \};  
46. **void** main()  
47. \{  
48.     C c(10);  
49.      
50.     cout << c.GetData() << endl;  
51.     cout << c.A::GetData()<< endl;  
52.     cout << c.B::GetData()<< endl;  
53.     cout << c.C::GetData()<< endl;  
54.      
55.     cout << c.doGetData()<< endl;  
56.     cout << c.A::doGetData()<< endl;  
57.     cout << c.B::doGetData()<< endl;  
58.     cout << c.C::doGetData()<< endl;  
59. \}

程序运行后的输出结果是什么？

答案是：1 1 1 1 1 0 1 1

追问一下，去掉 A 类中 doGetData() 函数的 virtual 修饰，程序运行后的输出结果是什么？

答案是：0 0 0 0 1 0 1 1

说说我对这个题目的理解。

首先我们从对象的角度来看一下。  
    先看 main() 函数中构造 c 对象的语句：

**\[cpp\]**  [view plain][] [copy][view plain] [![在CODE上查看代码片][CODE]][CODE_CODE] [![派生到我的代码片][ico_fork.svg]][ico_fork.svg 1]

1.  C c(10);

这句产生下面的效果：

*  c.m\_data = 10;
 *  ((B)c).m\_data = 1;
 *  ((A)c).m\_data = 0;

为什么呢？

C c(10); 这行代码，定义了 c 对象，但实际上内存中有三个对象：

1.      class C 的实例对象，即 c
2.      由于 C 是 B 的派生类，会产生一个 class B 实例对象，即 (B)c
3.      由于 B 是 A 的派生类，会产生一个 A 实例对象，即 (A)c

每个对象都有 m\_data 成员变量， 根据继承关系，子类覆盖父类的同名成员（变量、函数）， c 对象中实际上有三个同名的 m\_data 变量，你通过不同的身份去看，会看到不同的 m\_data 。

C 对象生成时，调用 B 、A 类的构造函数，对 B 、 A 初始化，结果就是：

*      c 对象的 m\_data = 10;
 *      ((B)c) 对象的 m\_data = 1; 
 *      ((A)c) 对象的 m\_data = 0.

这就是我们一开始给出的效果。

明白了对象的关系和 m\_data 成员的值。咱们再来看 GetData() 函数。

GetData() 函数是 class A 的一个普通方法，根据继承关系， B 、 C 类都可以访问 GetData() 方法，因为 B 、 C 没有重写 GetData() ，所以通过 B 、 C 的对象访问 GetData() ，访问的都是 A 的 GetData() 方法。

在 GetData() 中，调用了 doGetData() ，注意了，这是个虚函数！如果 A 的后裔重写了 doGetData() 函数，那么这里实际上会调用到继承关系上处于最底层的那个类的 doGetData() 函数，这就是虚函数和多态的概念。如你所见， B 重写了 doGetData() 函数，所以当你调用 c.GetData() ， B 的 doGetData() 会被调用， ((B)c).m\_data 被返回。其实在 Qt 中，这种用法比比皆是。

好啦，下面分析 main() 函数的输出结果。

**doGetData() 带 virtual 关键字**

c.A::GetData() / c.GetData() / c.B::GetData() / c.C::GetData()

这些语句，都是调用 A::GetData() ，最终都调用 ((B)c).doGetData(), 就是B::doGetData() ，访问的是 B 的对象，它的 m\_data = 1 ，所以 doGetData() 返回 1 ，最终 GetData() 返回 1 。  
     
    C 类没有定义 doGetData() 函数，c.doGetData() 等同于 ((B)c).doGetData() ， 访问的是 B 的对象，它的 m\_data = 1 ，所以 c.doGetData() 结果是 1 。

c.A::doGetData() ，类域作用符限定了调用 A::doGetData()，访问 A 的对象，返回 ((A)c).m\_data = 0 。

c.B::doGetData() / c.C::doGetData() 最终都是访问 B 对象的 doGetData() 方法， 返回都是 1 。

所以 doGetData() 带 virtual 关键字，程序输出 1 1 1 1 1 0 1 1 。

**去掉 doGetData() 的 virtual 关键字**

因为 GetData() 是 A 类的方法，而 doGetData() 不是虚函数， A 类的 GetData() 内调用的 doGetData() 方法只可能是 A 的对象的方法，((A)c).m\_data = 0 ，所以前四个cout结果都是 0 。

c.doGetData() ，C 的对象内没有实现这个函数，调用父类的，即 B 的对象的 doGetData() 方法，访问的 m\_data 是 ((B)c) 对象的，是 1 。

c.A::doGetData() ，调用 A 的方法，访问 A 的对象 ((A)c).m\_data ，结果是 0 。

c.B::doGetData() / c.C::doGetData() ，调用 B 的方法，访问 B 的对象 ((B)c).m\_data ，结果为 1 。

所以，最终结果是：0 0 0 0 1 0 1 1

不知道说明白了没有？

[view plain]: http://blog.csdn.net/foruok/article/details/37996805#
[CODE]: https://code.csdn.net/assets/CODE_ico.png
[CODE_CODE]: https://code.csdn.net/snippets/431532
[ico_fork.svg]: https://code.csdn.net/assets/ico_fork.svg
[ico_fork.svg 1]: https://code.csdn.net/snippets/431532/fork