面试题：C++ 抽象类继承中的访问控制与多态

Question

假设有一个抽象类 `Base` 包含纯虚函数 `virtual void func() = 0;`，从 `Base` 派生出 `Derived` 类并实现 `func` 函数。请解释在不同的继承方式（公有继承、私有继承、保护继承）下，`Derived` 类对象对 `Base` 类成员的访问权限变化，以及如何利用这些继承方式实现不同的多态效果。

Answer 1

公有继承

• 访问权限变化：在公有继承中，Base 类的公有成员在 Derived 类中仍然是公有成员，Base 类的保护成员在 Derived 类中仍然是保护成员，Base 类的私有成员在 Derived 类中不可访问。
• 多态效果实现：由于 Base 类的虚函数 func 在公有继承下其访问权限不变，仍然是公有，所以可以通过 Base 类指针或引用指向 Derived 类对象，从而实现多态。例如：

Base* ptr = new Derived();
ptr->func(); // 调用 Derived 类的 func 函数，实现多态

私有继承

• 访问权限变化：在私有继承中，Base 类的公有成员和保护成员在 Derived 类中都变为私有成员，Base 类的私有成员在 Derived 类中仍然不可访问。
• 多态效果实现：虽然 Derived 类对象可以调用 func 函数，但由于 Base 类成员在 Derived 类中变为私有，无法通过 Base 类指针或引用指向 Derived 类对象来实现多态。不过，可以在 Derived 类内部定义一个公有函数，在该函数内部调用 func 函数，间接实现多态效果。例如：

class Derived : private Base {
public:
    void callFunc() {
        func();
    }
};
Derived d;
d.callFunc(); // 间接调用 Derived 类的 func 函数

保护继承

• 访问权限变化：在保护继承中，Base 类的公有成员和保护成员在 Derived 类中都变为保护成员，Base 类的私有成员在 Derived 类中仍然不可访问。
• 多态效果实现：同私有继承类似，不能直接通过 Base 类指针或引用指向 Derived 类对象来实现多态。但如果从 Derived 类再派生出新的类，在新派生类中可以通过 Base 类指针或引用指向新派生类对象实现多态。例如：

class NewDerived : public Derived {
public:
    void newCallFunc() {
        Base* ptr = this;
        ptr->func(); // 调用 Derived 类的 func 函数，实现多态
    }
};
NewDerived nd;
nd.newCallFunc();