面试题：C++类成员变量初始化的复杂场景分析

Question

假设有一个C++类A，它包含一个const成员变量、一个引用成员变量和一个静态成员变量。请编写代码展示如何正确初始化这些成员变量，并且说明初始化顺序以及不同类型成员变量初始化的注意事项。同时，如果类A继承自另一个类B，基类B也有成员变量需要初始化，描述整个初始化过程的顺序。

Answer 1

#include <iostream>

class B {
public:
    int bVar;
    B(int value) : bVar(value) {}
};

class A : public B {
private:
    const int constVar;
    int& refVar;
    static int staticVar;

public:
    A(int bVal, int& ref, int constVal) : B(bVal), constVar(constVal), refVar(ref) {
        staticVar++;
    }

    void printVars() {
        std::cout << "bVar: " << bVar << std::endl;
        std::cout << "constVar: " << constVar << std::endl;
        std::cout << "refVar: " << refVar << std::endl;
        std::cout << "staticVar: " << staticVar << std::endl;
    }
};

int A::staticVar = 0;

int main() {
    int num = 10;
    A a(5, num, 20);
    a.printVars();
    return 0;
}

初始化顺序

1. 基类成员变量：首先初始化基类（B）的成员变量。在A的构造函数初始化列表中，B(bVal)用于初始化基类B的成员变量bVar。
2. 成员变量：按照声明顺序初始化派生类（A）的成员变量。这里先初始化constVar，再初始化refVar。
3. 静态成员变量：静态成员变量在类外初始化，并且只初始化一次。在上述代码中，int A::staticVar = 0;在类定义之外初始化staticVar。

不同类型成员变量初始化注意事项

• const成员变量：必须在构造函数的初始化列表中进行初始化，因为一旦对象构造完成，const变量的值就不能再改变。
• 引用成员变量：同样必须在构造函数的初始化列表中初始化，因为引用必须在定义时绑定到一个对象，之后不能再重新绑定。
• 静态成员变量：在类外进行初始化，并且不依赖于任何对象的创建。初始化时需要指定所属的类作用域（例如int A::staticVar = 0;）。

整个初始化过程顺序总结

1. 调用基类构造函数，初始化基类成员变量。
2. 按照在类中声明的顺序，初始化派生类的非静态成员变量。
3. 执行派生类构造函数的函数体。
4. 静态成员变量在类外初始化，在程序启动时初始化一次，不依赖于对象的创建过程。