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详解一道C++笔试题,考察重载、覆盖、多态

时间:2014-07-21 11:45:56      阅读:345      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:c++   多态   继承   面试   

    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。

    原文地址: 

Qt Quick 图像处理实例之美图秀秀(附源码下载)

    题目是酱紫的:

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class A
{
protected:
    int m_data;
public:
    A(int data = 0)
    {
        m_data = data;
    }
    int GetData()
    {
        return doGetData();
    }
    virtual int doGetData()
    {
        return m_data;
    }
};
class B : public A
{
protected:
    int m_data;
public:
    B(int data = 1)
    {
        m_data = data;
    }
    int doGetData()
    {
        return m_data;
    }
};
class C : public B
{
protected:
    int m_data;
public:
    C(int data = 2)
    {
        m_data = data;
    }
};
void 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;
}

    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:
    

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?


详解一道C++笔试题,考察重载、覆盖、多态

标签:c++   多态   继承   面试   

原文地址:http://blog.csdn.net/foruok/article/details/37996805

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