关于【继承】这些你都了解吗？

创始人

2024-05-22 08:05:17

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致前行的人：

要努力，但不要着急，繁花锦簇，硕果累累，都需要过程！

目录

1.继承的概念和定义

1.1继承的概念

1.2继承的定义

2.基类和派生类对象赋值转换

3.继承中的作用域

4.派生类的默认成员函数

5.继承与友元

6.继承与静态成员

7.多继承

8.继承的总结和反思

1.继承的概念和定义

1.1继承的概念

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。

class Person
{
public:void Print(){cout << "_name:" << _name << endl;cout << "_age:" << _age << endl;}
private:string _name = "LiHua";int _age = 20;
};
class Student :public Person
{
public:
private:int _id;
};
class Teacher :public Person
{
public:
private:int _jobId;
};

继承后父类的Person的成员（成员函数+成员变量）都会变成子类的一部分。这里体现出了
Student和Teacher复用了Person的成员。

1.2继承的定义

1.2.1定义格式：

1.2.2继承关系和访问限定符

1.2.3继承基类成员访问方式的变化

1.2.4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。

2.基类和派生类对象赋值转换

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。

class Person
{
public:
protected:string _name;int _age;string _sex;
};
class Student :public Person
{
public:
protected:int _id;
};

3.继承中的作用域

1. 在继承体系中基类和派生类都有独立的作用域。
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。（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。

4.派生类的默认成员函数

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://派生类的构造函数调用基类的构造函数初始化基类的成员Student(const char* name, int num):Person(name), _num(num){}//派生类的拷贝构造函数调用基类的拷贝构造函数拷贝基类的成员Student(const Student& s):Person(s),_num(s._num){}//派生类的operator=必须调用基类的operator=赋值基类的成员Student& operator=(const Student& s){if (this != &s){Person::operator=(s);_num = s._num;}return *this;}~Student(){//~Perston()	err:析构函数基类的和派生类的构成隐藏，需要显示调用父类的析构函数//Person::~Person();//子类先析构，父类再析构，子类析构函数不需要显示调用父类析构，子类析构后会自动调用父类析构cout << "~Students" << endl;}
protected:int _num;
};

5.继承与友元

友元不能继承，也就是说基类友元不能访问派生类的私有和保护成员

class Student;
class Person
{
public:friend void Display(const Person& p, const Student& s);
protected:string _name; // 姓名
};
class Student : public Person
{
protected:int _stuNum; // 学号
};
void Display(const Person& p, const Student& s)
{cout << p._name << endl;cout << s._stuNum << endl;
}

6.继承与静态成员

基类定义了static成员，则整个继承体系中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。

class Person
{
public:Person() { ++_count;}void Print(){}
//protected:string _name; // 姓名
public:static int _count; // 统计人的个数。
};
int Person::_count = 0;class Student : public Person
{
protected:int _stuNum; // 学号
};

int main()
{//普通成员：基类和派生类是相互独立的Person p;Student s;p._name = "zhangsan";s._name = "lisi";return 0;
}

7.多继承

1.单继承：一个子类只有一个直接父类时称这个关系为单继承

2.多继承：一个子类有两个或以上直接父类时称这个继承关系为多继承

3.菱形继承：菱形继承是多继承的一种特殊情况

4.菱形继承存在的问题：

4.1会使得数据冗余，Person中的数据在Student和Teacher中都会继承下来，然后被Assistant下来，所以同一份数据被继承了两份，使得数据冗余，造成空间浪费

4.2会存在二义性的问题

class Person
{
public:string _name; // 姓名
};
class Student : public Person
{
protected:int _num; //学号
};
class Teacher : public Person
{
protected:int _id; // 职工编号
};
class Assistant : public Student, public Teacher
{
protected:string _majorCourse; // 主修课程
};

4.3如何同时解决数据冗余和二义性的问题：

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virtual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。

class Person
{
public:string _name; // 姓名
};
class Student : virtual public Person
{
protected:int _num; //学号
};
class Teacher : virtual public Person
{
protected:int _id; // 职工编号
};
class Assistant : public Student, public Teacher
{
protected:string _majorCourse; // 主修课程
};

解决了数据冗余的问题：

解决了二义性的问题：

4.4虚拟继承解决数据冗余和二义性的原理：

为了研究虚拟继承原理，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。

未使用虚拟继承：

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;
};

使用虚拟继承：

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;
};