【C++】继承
目录
1. 继承的基本使用
2. 继承的语法
3. 父类和子类的赋值兼容转换
4. 隐藏 / 重定义
5. 子类/派生类的默认成员函数
构造函数
拷贝构造
赋值重载
析构函数
6. 继承与友元
7. 继承与静态成员
8. 多继承与菱形继承
9. 继承和组合
写在最后：
1. 继承的基本使用
继承是面向对象的三大特性之一，他的重要性自然不言而喻了~
我们来看这样一个经典的场景：
#include
using namespace std;
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 {
protected:
int _stuid;
};
class Teacher : public Person {
protected:
int _jobid;
};
void test1() {
Person p;
p.Print();
Student s;
s.Print();
Teacher t;
t.Print();
}
int main()
{
test1();
return 0;
} 在这段代码中 Student 类和 Teacher 类都没有 Print 函数和那两个成员变量，
但是他们却可以调用这些，这就是继承的用法，
可以把自己的成员继承给其他的类来使用。
2. 继承的语法
基类我们也可以叫做父类，派生类我们也叫做子类。
然后一共有三种继承方式：
public 公有继承，protected 保护继承，private 私有继承。
然后我们也有三种成员，也就是公有保护私有这三种。
所以就组合成了 9 中情况，也就是这张经典的图：
虽然这些看起来很复杂，但是我们只要理解了还是比较好记忆的，我这里总结了一下：
1. private 成员就是私有的，不会继承，只有父类（基类）自己能用。
（这样我们就不用管 private 成员了）
2. 公有继承就原封不动的继承，保护继承就都变成保护成员，私有继承也都变成私有成员
其实最后就这两大种情况，一下子就能记住了。
说到这里我们就不得不说一下我们的 protected 成员了，
他在其他地方跟 private 成员的效果是一模一样的，就是在继承方面效果不同。
不过在实际的业务场景中啊，我们基本都是使用公有继承，几乎不会用到其他两种继承方式。
3. 父类和子类的赋值兼容转换
来看这个场景：
void test2() {
Person p;
Student s;
// 赋值兼容（切割/切片）
p = s;
}子类对象可以把自己给父类，
将子类对象中和父类相同的部分赋值给父类。
而且他这样并不是一种类型转换：
void test2() {
Student s;
Person& p = s;
}他可以支持这样的拷贝构造，
也就是这种行为没有产生临时变量。
4. 隐藏 / 重定义
来看这样一个场景：
class Person
{
protected:
string _name = "张三";
int _age = 18;
};
class Student : public Person {
public:
void Print()
{
cout << "name:" << _name << endl;
cout << "age:" << _age << endl;
}
protected:
string _name = "李四";
int _stuid;
};
void test3() {
Student s;
s.Print();
}输出：
当父类和子类用同名的成员的时候，
子类的成员就会隐藏父类的成员（就默认调用自己的成员）
当然不仅仅是成员变量，成员函数也会隐藏：
class Person
{
public:
void func() { cout << "Person::func()" << endl; }
protected:
string _name = "张三";
int _age = 18;
};
class Student : public Person {
public:
void func() { cout << "Student::func()" << endl; }
void Print()
{
cout << "name:" << _name << endl;
cout << "age:" << _age << endl;
}
protected:
string _name = "李四";
int _stuid;
};
void test3() {
Student s;
s.func();
}输出：
那如果我们就是要调用父类的可以吗？
我们可以直接把子类的函数注释了，就会直接调用父类的了，
还有一种方法，就是可以指定我们去找这个函数的作用域：
void test3() {
Student s;
s.Person::func();
}输出：
这样找到的就是父类的函数了。
这个时候花活就来了：
class Person
{
public:
void func() { cout << "Person::func()" << endl; }
protected:
string _name = "张三";
int _age = 18;
};
class Student : public Person {
public:
void func(int i) { cout << "Student::func()" << endl; }
void Print()
{
cout << "name:" << _name << endl;
cout << "age:" << _age << endl;
}
protected:
string _name = "李四";
int _stuid;
};如果我们给 func 函数多加一个参数，那子类和父类这两个函数是什么关系呢？
a. 隐藏/重定义 b. 重载 c. 重写/覆盖 d. 编译报错
答案选的是 a，他们构成的是隐藏。
解析：
父子类域中，函数名相同就构成隐藏。
总结：
我们使用继承的时候，最好就不要定义同名的成员。
5. 子类/派生类的默认成员函数
构造函数
我们来看这样一个例子：
class Person
{
public:
Person(const char* name = "peter")
: _name(name)
{
cout << "Person()" << endl;
}
~Person()
{
cout << "~Person()" << endl;
}
protected:
string _name;
};
class Student : public Person
{
public:
Student(const char* name = "张三", int id = 0)
: _id(id)
{
cout << "Student()" << endl;
}
protected:
int _id;
};
void test4() {
Student s;
}我们创建了一个 Student 的对对象，
输出：
结果父类对象也调用了构造函数和析构函数。
继承的语法规定在创建子类的时候，会自动调用父类来初始化父类的成员。
而且父类必须要有默认构造函数。
那如果父类没有默认构造我们该怎么调用呢？
class Person
{
public:
//Person(const char* name = "peter")
Person(const char* name)
: _name(name)
{
cout << "Person()" << endl;
}
~Person()
{
cout << "~Person()" << endl;
}
protected:
string _name;
};
class Student : public Person
{
public:
Student(const char* name = "张三", int id = 0)
: Person(name)
, _id(id)
{
cout << "Student()" << endl;
}
protected:
int _id;
};
void test4() {
Student s;
}我们可以在子类的初始化列表定义这样一个东西。
拷贝构造
拷贝构造也是同理：
class Person
{
public:
//Person(const char* name = "peter")
Person(const char* name)
: _name(name)
{
cout << "Person()" << endl;
}
Person(const Person& p)
: _name(p._name)
{
cout << "Person(const Person& p)" << endl;
}
~Person()
{
cout << "~Person()" << endl;
}
protected:
string _name;
};
class Student : public Person
{
public:
Student(const char* name = "张三", int id = 0)
: Person(name)
, _id(id)
{
cout << "Student()" << endl;
}
Student(const Student& s)
: Person(s)
, _id(s._id)
{
cout << "Student(const Student& s)" << endl;
}
~Student()
{
cout << "~Student()" << endl;
}
protected:
int _id;
};
void test4() {
Student s1;
Student s2 = s1;
}父类的成员也需要调用父类的拷贝构造来完成拷贝，
而子类里面并没有父类的对象，我们就直接传递子类对象给父类：
这就是赋值兼容转换，或者说切片的应用，
我们传子类对象给父类，父类就直接切片成父类了：
赋值重载
赋值重载也是同样的设计思路：
class Person
{
public:
//Person(const char* name = "peter")
Person(const char* name)
: _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;
};
class Student : public Person
{
public:
Student(const char* name = "张三", int id = 0)
: Person(name)
, _id(id)
{
cout << "Student()" << endl;
}
Student(const Student& s)
: Person(s)
, _id(s._id)
{
cout << "Student(const Student& s)" << endl;
}
Student& operator=(const Student& s) {
cout << "Student& operator=(const Student& s)" << endl;
if (this != &s) {
Person::operator=(s);
_id = s._id;
}
return *this;
}
~Student()
{
cout << "~Student()" << endl;
}
protected:
int _id;
};
void test4() {
Student s1;
Student s2 = s1;
s1 = s2;
}父类给自己的成员赋值，
子类调用父类的赋值重载，并实现自己的赋值重载。
析构函数
析构函数不需要我们手动调用，所以就基本不用管。
6. 继承与友元
我就直接说结论了，友元关系不能继承，
说人话就是，父类友元不能访问子类私有和保护成员。
7. 继承与静态成员
你可以认为他继承了，
具体来说，子类并没有把静态成员拷贝一份，
用贴切的话来说就是继承了静态成员的使用权，
让我们可以通过指定子类的类域来调用这个静态成员。
（继承之后，静态成员同时属于父类和子类）
8. 多继承与菱形继承
我们前面的场景都称之为单继承，一脉相传的就是单继承，
而 C++ 还支持多继承，
比如说一个人他可以是学生也可以是老师：
class Teacher {
protected:
int _tid;
};
class Student {
protected:
int _sid;
};
class Person : public Teacher, public Student {
protected:
string _name;
int _age;
};这就是一个多继承。
但是有多继承就会可能会出现菱形继承的问题：
class Person {
public:
int _age;
};
class Teacher : public Person {
protected:
int _tid;
};
class Student : public Person {
protected:
int _sid;
};
class Assistant : public Teacher, public Student {
protected:
string _name;
};
void test5() {
Assistant a;
a._age = 18;
}
那编译器就无法判断，这个 age 究竟是谁的 age，出现了二义性，
然后就报错了：
我们可以通过指定类域的方式来解决：
void test5() {
Assistant a;
a.Teacher::_age = 30;
a.Student::_age = 18;
}但其实这样的设计也不太好，多继承的坑还是太多了，
比如说 Java 他们就直接没支持多继承这个语法。
还有一个解决二义性的方法，就是虚继承：
class Person {
public:
int _age;
};
class Teacher : virtual public Person {
protected:
int _tid;
};
class Student : virtual public Person {
protected:
int _sid;
};
class Assistant : public Teacher, public Student {
protected:
string _name;
};
void test5() {
Assistant a;
a._age = 18;
}使用虚继承之后，就没有再报错了。
那为什么虚继承之后，就不会报错了呢？这又是什么原理？
我们可以去深入看一下他的对象模型，探索一下原因。
我们以这个菱形继承为例：
class A {
public:
int _a;
};
class B : public A {
public:
int _b;
};
class C : public A {
public:
int _c;
};
class D : public B, public C {
public:
int _d;
};
void test6() {
D d;
d.B::_a = 1;
d.C::_a = 2;
d._b = 3;
d._c = 4;
d._d = 5;
}我们通过内存窗口可以观察他的对象模型：
一二行存的是 B 对象的 _a 和 _b
三四行存的是 C 对象的 _a 和 _c
第五行存的是 D 对象的 _d
所以 D 对象包含了 B 和 C 对象的成员 + 自己的成员。
我们再来看看菱形虚拟继承是什么样的：
class A {
public:
int _a;
};
class B : virtual public A {
public:
int _b;
};
class C : virtual public A {
public:
int _c;
};
class D : public B, public C {
public:
int _d;
};
void test6() {
D d;
d.B::_a = 1;
d.C::_a = 2;
d._b = 3;
d._c = 4;
d._d = 5;
d._a = 0;
}来看看对象模型：
我们可以看到这个对象模型是发生了巨大变化的，
不过，B 和 C 对象的位置没变，但是内容变化了，
A 对象中的 _a 变量到了最后。
我们先来探索一下 B，C 对象不一样的东西是什么：
我们看到他们里面一个存着 20，一个存着 12，这又是什么意思呢？ （十进制）
发现了没有：
第一个位置到 _a 位置的地址相差 20，
第二个位置到 _a 位置的地址相差 14，
也就是他们里面存的是距离 _a 位置的偏移量，编译器可以通过偏移量找到 _a。
最后：
不建议使用多继承。
9. 继承和组合
这里就是介绍一下组合是什么样的：
class C {
private:
int _c;
};
// 继承
class B : public C {
private:
int _b;
};
// 组合
class A {
private:
C c;
};写在最后：
以上就是本篇文章的内容了，感谢你的阅读。
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