【C++进阶】：继承

短命女 2024-03-22 19:58 96阅读 0赞

#### 继承 ####

*  一.继承的概念和定义
 *   *  1.概念
     *  2.定义
 *  二.基类和派生类对象赋值转换
 *  三.继承中的作用域(重定义)
 *  四.派生类的默认成员函数
 *  五.继承与友元
 *  六.继承与静态成员
 *  七.复杂的菱形继承及菱形虚拟继承
 *   *  1.二义性
     *  2.原理
 *  八.总结

## 一.继承的概念和定义 ##

### 1.概念 ###

> **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。**

![在这里插入图片描述][49867b32a5a84f4b853f8b8ea97a7bfd.png]

![在这里插入图片描述][44ae94550e144a33bf902648f0b2dacb.png]

### 2.定义 ###

![在这里插入图片描述][1a3ae9f78e434e7a814714d514390f2a.png]

![在这里插入图片描述][accd06f68440418eb2c588e4793a619c.png]  
![在这里插入图片描述][a0697ef5fdd44557b157a874be10c2f2.png]

**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。基类的其他成员在子类的访问方式 == Min(成员在基类的访问限定符，继承方式)，public > protected>private。  
> 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**

## 二.基类和派生类对象赋值转换 ##

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![在这里插入图片描述][25442245cb484bd4ad885d2a911dc978.png]

> **需要注意的是切割不会产生临时变量（例如int转化double会产生临时变量）。**

## 三.继承中的作用域(重定义) ##

![在这里插入图片描述][c9786b5a49cb49ebba1ef96aee409e1c.png]

![在这里插入图片描述][0ae5020563a547f29fbb3bb50d812431.png]

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![在这里插入图片描述][7277004559c74ba7b5ba4fac2ed0eb77.png]

*一道题*

![在这里插入图片描述][74627ace41154385bde0de588b6d6507.png]

> **这两个函数实际上是隐藏（重定义）关系，这里很多人会认为是函数重载，实际上函数重载必须再同一作用域里，而这里处在不同作用域里。同时可以看到这里报错了，因为编译器根据就近规则，发现我们的fun函数少了参数，所以报错了。父子类里只要函数名相同就构成隐藏。**

![在这里插入图片描述][cf950624aa70487fb568009cc4c1612a.png]

## 四.派生类的默认成员函数 ##

![在这里插入图片描述][a6f8ab54a22e4eb5a1d9130961d3025c.png]  
![在这里插入图片描述][284bff1e826f4207ad957f47d0fd2b80.png]

![在这里插入图片描述][d0b2ea0127194f92abf673f18f19246d.png]

*构造函数*

> **c++规定，子类必须调用父类的构造函数去初始化父类的成员。如果父类有默认构造，编译器就会自动调默认构造。如果没有则必须在子类的初始化列表里初始化。**

![在这里插入图片描述][2965bf9afe7d4060bc2d40d862dd592f.png]

![在这里插入图片描述][1afd1d94481742a4ab666e5dd1a25bfd.png]

*拷贝构造*

![在这里插入图片描述][2f0ec63a93944d899ebe598e6d148a87.png]

*赋值运算符重载*

> **注意在进行父类成员赋值时别忘了加上父类名，避免重定义从而导致死循环。**

![在这里插入图片描述][632bd51c36cd4c2287a83090940b0138.png]

*析构函数*

> **析构函数比较特殊，它会自动调用。因为编译器要保证析构顺序。**

![在这里插入图片描述][c1982c6cab714a3a828e1aa506e69afd.png]

## 五.继承与友元 ##

> **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。就像我爸爸的朋友不是我的朋友一样。**

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## 六.继承与静态成员 ##

> **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。不会像其他成员继承时被拷贝。**

![在这里插入图片描述][295b8d2a5e8e4428879526f70068848d.png]

![在这里插入图片描述][274eb174a50e453eb9fa809c4a7a6699.png]

## 七.复杂的菱形继承及菱形虚拟继承 ##

### 1.二义性 ###

![在这里插入图片描述][7cbb595190874c7fb1477aee1786c010.png]  
![在这里插入图片描述][79c126cf7a0144fea717437577a41d82.png]  
![在这里插入图片描述][042628593cd24f18a78036ffe6a41363.png]

> **那么一个assistant里就会出现两个名字，是不符合我们日常生活中的要求的，这样就造成了数据冗余和二义性。**

![在这里插入图片描述][c4275ddb68eb4112850b386908c7a2c5.png]

> **虚拟继承可以解决菱形继承的二义性和数据冗余的问题。如上面的继承关系，在Student和  
> Teacher的继承Person时使用虚拟继承，即可解决问题。需要注意的是，虚拟继承不要在其他地  
> 方去使用。**

![在这里插入图片描述][44de841ea1fe452887755725bf9daa0b.png]

### 2.原理 ###

> **为了研究虚拟继承原理，我们给出了一个简化的菱形继承继承体系，再借助内存窗口观察对象成员的模型。**

*下面B,C继承了A，D又继承了B,C*

![在这里插入图片描述][6cf4071d9dc3472c97511173b1aee403.png]

> **最终我们打印的是D类的成员，那么在内存里D类的成员是如何排序的呢？**

![在这里插入图片描述][667dca5abe00488e990c2e79bd267b06.png]

> **其实是D里拷贝了一份C和B，而C和B里又各自拷贝了一份A，所以D里包含两份A。**

![在这里插入图片描述][4c4299c264ac4a40977cb5eb9af744cd.png]

![在这里插入图片描述][00558907bbf84920bc5cc69b7a14f2b4.png]

> **而在使用了virtual关键字后,A类被单独拿了出来，这样D就只包含了一个A了。又可以看到B和C类里没有包含A了，但却多出来了一行数据，这些数据是什么呢？这两行实际上是都是指针，那么我们来看看指针指向的内容。**

![在这里插入图片描述][ff5bc37baf3444ca84fd917ade6126cf.png]

> **可以看到它指向的第一行是0是为其他成员指向预留。而第二行分别是20和12，这其实是B和C分别与A的相对距离。B的地址是0x00F9FA98, A是0x00F9FAAC，两个相减就是20，同理12就是C的地址减A的地址。那么偏移量有什么意义呢？**

![在这里插入图片描述][4e0cd1478c724935aaf54d48ebee26e3.png]

![在这里插入图片描述][5b1f1084720c4d43997d70f8039180c3.png]

![在这里插入图片描述][99768e8b812440f690bf070b66f5ab00.png]

## 八.总结 ##

![在这里插入图片描述][a3694d3e27a14905b6487d4a3b9ebbfc.png]

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