面向对象三大特性之一——継承(上篇)
目录
前文
一.什么是継承？
1.1 継承的定义
1.2 継承的格式
1.2.1 継承的使用格式
1.2.2 継承关系和访问限定符
二，基类和派生类对象复制转换
三，継承中的作用域
四，派生类/子类中的默认成员函数
六，継承与友元
六，継承与静态成员
总结
前文
本篇文章主要是详解面向对象三大特性之一的継承。
我们这里主要会解释一下継承的含义以及各种性质，带领大家深入了解継承
一.什么是継承？
1.1 継承的定义
我们可以先看个小例子
观察上图，我们发现毕加索的牛将牛身上的特征抽象出来，因此下面的水牛，奶牛，黄牛基本上都包括了上图牛的所有特征，这就可以看做継承，此时毕加索的牛就可以看成父类，水牛，奶牛，黄牛就可以看成子类。
继承(inheritance)机制是面向对象程序设计使代码可以复用的最重要的手段，它允许程序员在保持原有类特性的基础上进行扩展，增加功能，这样产生新的类，称派生类。继承呈现了面向对象程序设计的层次结构，体现了由简单到复杂的认知过程。以前我们接触的复用都是函数复用，继承是类设计层次的复用。
这里我们可以先简单的写一个派生类，大家可以体会体会
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
#include
using namespace std;
class person
{
public:
void print()
{
cout << "name:" << _name << endl;
cout << "age:" << _age << endl;
}
private:
string _name = "张三";
int _age = 18;
};
class student :public person
{
private:
int _stuNumber;
};
int main()
{
student aa;
aa.print();
return 0;
} 
运行如上，借此我们可以发现継承后父类的成员都会变成子类的一部分，我们也可以通过子类调用父类的成员函数，那么它还有什么特性呢？我们一步一步来，接下来先讲解一下継承的格式。
1.2 継承的格式
1.2.1 継承的使用格式
如上图所示，person被称为基类/父类，student被称为子类/派生类.
1.2.2 継承关系和访问限定符
継承方式和访问限定符两两对应，具体变化如下。
总结：
1. 基类private成员在派生类中无论以什么方式继承都是不可见的。这里的不可见是指基类的私有成员还是被继承到了派生类对象中，但是语法上限制派生类对象不管在类里面还是类外面都不能去访问它。
2. 基类private成员在派生类中是不能被访问，如果基类成员不想在类外直接被访问，但需要在派生类中能访问，就定义为protected。可以看出保护成员限定符是因继承才出现的。
3. 实际上面的表格我们进行一下总结会发现，基类的私有成员在子类都是不可见。public > protected> private可以看做是权限，而权限只能缩小不能发大。
4. 使用关键字class时默认的继承方式是private，使用struct时默认的继承方式是public，不过最好显示的写出继承方式。
5. 在实际运用中一般使用都是public继承，几乎很少使用protetced/private继承，也不提倡使用protetced/private继承，因为protetced/private继承下来的成员都只能在派生类的类里面使用，实际中扩展维护性不强。
class person
{
public:
void print()
{
cout << "name:" << _name << endl;
cout << "age:" << _age << endl;
}
protected:
string _name = "张三";
private:
int _age = 18;
};
class student :private person
{
private:
int _stuNumber;
};
int main()
{
student aa;
//私有継承的话父类我们办法直接访问但是可以间接访问
aa.print();
return 0;
}
如图如果是private継承，那么父类中的所有成员函数和变量都无法直接访问，那么我们真的没有办法访问吗？我们在子类中可以通过成员函数访问父类的成员。
其实这就类似一家人，public是对外人敞开大门，protected是防外人，private是防外人和自家人。
二，基类和派生类对象复制转换
- 派生类对象 可以赋值给 基类的对象 / 基类的指针 / 基类的引用。这里有个形象的说法叫切片
或者切割。寓意把派生类中父类那部分切来赋值过去 -
基类对象不能赋值给派生类对象。
-
基类的指针或者引用可以通过强制类型转换赋值给派生类的指针或者引用。但是必须是基类
的指针是指向派生类对象时才是安全的。这里基类如果是多态类型，可以使RTTI(RunTime Type Information)的dynamic_cast 来进行识别后进行安全转换。（ps：这个我们后面再讲解，这里先了解一下）
class person { public: void print() { cout << "name:" << _name << endl; cout << "age:" << _age << endl; } protected: string _name = "张三"; int _age = 18; }; class student :public person { private: int _stuNumber; }; int main() { student aa; //1.子类对象可以赋值给基类的对象，指针，引用 person p = aa; person* ptr = &aa; person& pp = aa; //2.基类对象不能赋值给派生类 //aa = p;会报错 //3.基类的指针可以通过强转赋值给子类的指针 ptr = &aa; student* ps1 = (student*)ptr;//这种情况可以 //这个ptr指向的空间和aa指向的空间是相同的，所以不会越界 ptr = &p; student* ps2 = (student*)ptr;//这种情况可能会存在越界访问 //因为ptr只有父类的内容没有子类的内容 return 0; }
那么基类和派生类的赋值转换究竟是怎么实现的呢，后面我们会讲解。
三，継承中的作用域
1. 在继承体系中基类和派生类都有独立的作用域。
class person
{
public:
void print()
{
cout << "name:" << _name << endl;
cout << "age:" << _age << endl;
}
protected:
string _name = "张三";
int _age = 18;
};
class student :public person
{
public:
void print()
{
cout << "name:" << _name << endl;
cout << "age:" << _age << endl;
cout << "stunumber:" << _stuNumber << endl;
}
private:
int _stuNumber=1111111;
};
int main()
{
student aa;
aa.print();
return 0;
}如上代码，运行将会发生什么呢？
如上图，我们发现当我们调用print的时候，虽然子类和父类都有print但是我们最后调用的是子类中print这是什么情况？这其实是叫隐藏。
2. 子类和父类中有同名成员，子类成员将屏蔽父类对同名成员的直接访问，这种情况叫隐藏，也叫重定义。此时将优先访问子类成员的同名成员。（在子类成员函数中，可以使用 基类::基类成员 显示访问）
3. 需要注意的是如果是成员函数的隐藏，只需要函数名相同就构成隐藏。
4. 注意在实际中在继承体系里面最好不要定义同名的成员。
如图通过访问限定符，我们也可以访问父类的同名成员，但是实际継承中最好还是不要定义同名成员函数，因为这样意义不大。
下面我们给铁子们出一个选择题
class A
{
public:
void fun()
{
cout << "func()" << endl;
}
};
class B : public A
{
public:
void fun(int i)
{
A::fun();
cout << "func(int i)->" <这题我们选B，首先A中fun和B中fun不是同一个作用域，所以不构成函数重载。A中fun和B中fun重名，所以构成隐藏。
四，派生类/子类中的默认成员函数
6个默认成员函数，“默认”的意思就是指我们不写，编译器会变我们自动生成一个，那么在派生类
中，这几个成员函数是如何生成的呢？
1.派生类构造函数调用时，基类的那部分成员必须调用基类的默认构造函数进行构造。如果基类没有默认构造函数，那么派生类需要在构造函数的初始化序列处显示调用。
2.派生类的拷贝构造函数必须调用基类的拷贝构造函数完成基类的拷贝构造
3.派生类的operator=必须调用基类的operator=来完成基类的赋值。
4.派生类的析构函数调用时，是在派生类的析构函数调用完后，再调用基类的析构函数，因为这样才能保证先清理派生类的成员再清理基类的成员，避免先清理基类成员，然后出现野指针的情况。
5.派生类初始化构造，先调用基类构造函数初始化基类部分，再初始化派生类。
6.派生类对象析构，先析构派生类，再析构基类。
7. 因为后续一些场景析构函数需要构成重写，重写的条件之一是函数名相同(这个我们后面会讲解)。那么编译器会对析构函数名进行特殊处理，处理成destrutor()，所以父类析构函数不加virtual的情况下，子类析构函数和父类析构函数构成隐藏关系。
总的来说，针对6个默认成员函数，派生类和基类是各自调用各自的默认成员函数。
class Person
{
public:
Person(const char* name = "peter")
: _name(name)
{
cout << "Person()" << endl;
}
Person(const Person& p)
: _name(p._name)
{
cout << "Person(const Person& p)" << endl;
}
Person& operator=(const Person& p)
{
cout << "Person operator=(const Person& p)" << endl;
if (this != &p)
_name = p._name;
return *this;
}
~Person()
{
cout << "~Person()" << endl;
}
protected:
string _name; // 姓名
};
class Student : public Person
{
public:
Student(const char* name, int num)
: Person(name)
, _num(num)
{
cout << "Student()" << endl;
}
Student(const Student& s)
: Person(s)
, _num(s._num)
{
cout << "Student(const Student& s)" << endl;
}
Student& operator = (const Student& s)
{
cout << "Student& operator= (const Student& s)" << endl;
if (this != &s)
{
Person::operator =(s);
_num = s._num;
}
return *this;
}
~Student()
{
cout << "~Student()" << endl;
}
protected:
int _num; //学号
};
void Test()
{
Student s1("jack", 18);
Student s2(s1);
Student s3("rose", 17);
s1 = s3;
}
int main()
{
Test();
return 0;
}
看到这里，我们应该也可以明白前面基类和派生类的赋值转换是怎么实现的，其实就是将子类中父类的部分拿出来进行拷贝构造创造新的父类，因为子类中一定包含父类的成员变量。
六，継承与友元
友元关系不能继承，也就是说基类友元不能访问子类私有和保护成员
class student;
class person
{
public:
friend void Test(const person& p, const student& s);
protected:
string _name = "张三";
int _age = 18;
};
class student :public person
{
protected:
int _stuNumber=1111111;
};
void Test(const person& p,const student& s)
{
cout << p._name << endl;
cout << p._age << endl;
cout << s._stuNumber << endl;
}
int main()
{
person pp;
student aa;
Test(pp,aa);
return 0;
}
六，継承与静态成员
基类定义了static静态成员，则整个继承体系里面只有一个这样的成员。无论派生出多少个子类，都只有一个static成员实例
总结
上面就是本篇文章的所有内容，重要讲解了一下有关継承的定义，格式，派生类和基类的赋值转换，継承中的作用域，以及子类的六个默认构造函数，友元无法継承，以及静态成员的継承。希望铁子们能有所收获。
下一篇我们准备讲一下継承中的虚継承，希望老铁们继续支持。