C++面试考点：类（class）

1、类的定义

        C++中的类提供了面向对象编程、继承与多态的机制。其构成包括成员（各种自定义数据）、行为（定义的函数操作）、封装（private、public、protected）。核心是了解类的继承机制，以及各种封装的使用方式和使用范围。以及理解构造函数和析构函数。

        要注意类和struct的区别。在C++中，类成员默认属性为private，而struct中默认属性为public。一个类的基本定义如下：

        其中private关键字会使得私有成员或函数只能由当前类访问。

        protected关键字会使得其成员或函数只能由该类或派生（继承）类访问。

        public关键字会使得成员或函数可以被直接访问。 

2、类的访问控制关键字 

        public：该成员对所有人都是可见的，类的外部可以自由访问。

        protected：只能在类的内部访问，外部或子类都不能访问。（好像friend友类可以访问）

        protected：在类内部和派生类中可以访问，但类外部不能访问。

        比如如下例子，注意观察不同属性成员的操作方式：

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;class Teacher{
public:string name;virtual void setName(string _name){name = _name;}void print_homeAddr(){cout<<homeAddr;}protected:string homeAddr = "school";private:int salary = 2000;
};int main() {Teacher A;A.setName("A"); //public 可以外部直接访问cout<<A.name;//错误：cout<<A.homeAddr; //protected外部不可以访问
//错误：cout<<A.salary;   //private 外部不可以访问A.print_homeAddr(); //可以访问，因为print_homeAddr是public属性， 在类中可以访问protected成员变量。return 0;
}

3、类的继承

        继承允许一个类（子类/派生类）继承另一个（父类/基类）的成员变量和成员函数，从而实现代码复用。类的继承语法如下：

        要注意类和struct中继承的区别，类默认继承方式为private，struct的默认继承方式为public。继承的时候，如果原来属性为public，继承方式为private，那么所有成员和函数的属性都会变成private。 但反过来不行，即原来是private，用public继承，继承后类的成员属性仍是private。 

         继承的类中可以定义与父类同名的变量或函数。此时要注意对变量和没有virtual关键字函数的重定义称之为”隐藏“（hiding），对具有virtual关键字函数的定义称之为”重写“（override）。

#include <iostream>
using namespace std;class Base {
public:int value = 10;
};class Derived : public Base {
public:int value = 20;  // 和 Base::value 同名
};int main() {Derived d;cout << "Derived::value = " << d.value << endl;        // 输出 20cout << "Base::value = " << d.Base::value << endl;     // 输出 10return 0;
}

4、 继承与多态相关关键字

        virtual：声明虚函数，支持运行时多态。

        override：C++11引入，标识函数是重写基类的虚函数，更安全的实现多态。

        final：防止类被继承或函数被子类重写。

        virtual ~：虚析构函数，确保通过基类指针删除子类对象时能正确释放资源，

        目前被问到的只有virtual，虚函数就是指继承的子类可以通过重写的方式来覆盖父类的函数，从而实现自己所需要的功能。 简单来说虚函数通过每个类的虚函数表（vtable）和虚函数表指针（vptr）来实现重写后的函数位置的记录。如果子类重写了父类的virtual函数，那么就会产生自己的虚函数表，并记录更新对应函数为重写后的地址。从而在调用函数时，通过虚地址表指针（vptr）来执行对应的函数。

5、析构函数与虚析构函数

        析构函数的定义方式如下所示（不能带参数，没有返回值）。自动调用时机包括：局部对象作用域结束时、动态对象（new创建的）用delete删除时。析构函数的调用顺序是先调用派生类析构函数，再调用基类析构函数（从子到父）。

class MyClass {
public:~MyClass();  // 析构函数，无返回值、无参数
};

        虚析构函数的必要性：虚析构函数就是指在析构函数前加上virtual关键字，标识可以被子类重写。这么做是很有必要的。如果没有virtual关键字，子类在释放时只会调用基类的析构函数，而不会调用自己的析构函数，从而造成资源浪费与泄露。