面试题：C++中抽象类构造函数的作用及调用时机

Question

在C++里，抽象类包含至少一个纯虚函数。请阐述抽象类构造函数的作用是什么？它在何时被调用？同时举例说明抽象类构造函数如何为派生类对象的初始化做准备。

Answer 1

抽象类构造函数的作用

1. 初始化成员变量：和普通类构造函数一样，抽象类构造函数用于初始化抽象类中定义的成员变量。这确保了在创建派生类对象时，从抽象类继承的部分能够有合适的初始状态。
2. 为派生类初始化做准备：它可以为派生类对象的初始化设置一些基础条件，例如初始化一些派生类可能会用到的公共资源或状态。

抽象类构造函数的调用时机

在创建派生类对象时，首先会调用抽象类的构造函数，然后再调用派生类自身的构造函数。即使抽象类不能被直接实例化，但作为基类，其构造函数会在派生类对象创建过程中被优先调用。

示例说明

#include <iostream>

class AbstractClass {
public:
    int baseValue;
    AbstractClass(int value) : baseValue(value) {
        std::cout << "AbstractClass constructor called with value: " << baseValue << std::endl;
    }
    virtual void pureVirtualFunction() = 0;
};

class DerivedClass : public AbstractClass {
public:
    int derivedValue;
    DerivedClass(int base, int derived) : AbstractClass(base), derivedValue(derived) {
        std::cout << "DerivedClass constructor called with base value: " << baseValue 
                  << " and derived value: " << derivedValue << std::endl;
    }
    void pureVirtualFunction() override {
        std::cout << "Implementation of pure virtual function in DerivedClass. Base value: " 
                  << baseValue << ", Derived value: " << derivedValue << std::endl;
    }
};

int main() {
    DerivedClass obj(10, 20);
    obj.pureVirtualFunction();
    return 0;
}

在上述示例中，AbstractClass 是一个抽象类，它有一个构造函数用于初始化 baseValue。DerivedClass 继承自 AbstractClass，在 DerivedClass 的构造函数初始化列表中，先调用了 AbstractClass 的构造函数，传递 base 值，从而完成对从抽象类继承的 baseValue 的初始化。之后 DerivedClass 构造函数继续初始化自身的 derivedValue。在 main 函数中创建 DerivedClass 对象时，我们可以看到先调用了抽象类构造函数，然后调用派生类构造函数，并且在 pureVirtualFunction 实现中可以使用从抽象类继承并初始化好的 baseValue。