最全【C++】继承（细节满满，C C++面试题整理

最新推荐文章于 2024-08-13 17:56:33 发布

2401_84973304

最新推荐文章于 2024-08-13 17:56:33 发布

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文章标签： c语言 c++ 学习

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{
	cout << "name:" << _name << endl;
	cout << "age:" << _age << endl;
}

protected:
string _name = “peter”; // 姓名
int _age = 18; // 年龄
};
// 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。
class Student : public Person
{
protected:
int _stuid; // 学号
};
class Teacher : public Person
{
protected:
int _jobid; // 工号
};
int main()
{
Student s;
Teacher t;
s.Print();
t.Print();
return 0;
}


### 定义


#### 定义格式


![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/1ae95dee71774da68beff395cbf3090e.png?x-oss-process=image/watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBATGF5bWFu5YWJ772e,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16)


#### 继承关系和访问限定符


![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/7924fb0d01d54324ad0492d1bb6bd195.png?x-oss-process=image/watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBATGF5bWFu5YWJ772e,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16)


#### 继承基类成员访问方式的变化


![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/7b8677a3498244f1a8ff21161c1b9839.png?x-oss-process=image/watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBATGF5bWFu5YWJ772e,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16)  
 【代码演示】

// 实例演示三种继承关系下基类成员的各类型成员访问关系的变化
class Person
{
public :
void Print ()
{
cout<<_name <<endl;
}
protected :
string _name ; // 姓名
private :
int _age ; // 年龄
};
//class Student : protected Person
//class Student : private Person
class Student : public Person
{
protected :
int _stunum ; // 学号
};


【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。


## 基类和派生类对象赋值转换


1. 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。
2. 基类对象不能赋值给派生类对象。
3. 基类的指针可以通过强制类型转换赋值给派生类的指针。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，可以使用RTTI(Run-Time Type Information)的**dynamic\_cast** 来进行识别后进行安全转换。  
 【注意】  
 dynamic\_cast是将一个基类对象指针（或引用）转换到继承类指针，dynamic\_cast会根据基类指针是否真正指向继承类指针来做相应处理。  
 ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/ca619b3e3e11480ea9f94be7b42bcb0d.png?x-oss-process=image/watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBATGF5bWFu5YWJ772e,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16)  
 【代码演示】

class Person
{
protected :
string _name; // 姓名
string _sex; // 性别
int _age; // 年龄
};
class Student : public Person
{
public :
int _No ; // 学号
};
void Test ()
{
Student sobj ;
// 1.子类对象可以赋值给父类对象/指针/引用
Person pobj = sobj ;
Person* pp = &sobj;
Person& rp = sobj;

//2.基类对象不能赋值给派生类对象
sobj = pobj;

// 3.基类的指针可以通过强制类型转换赋值给派生类的指针
pp = &sobj

Student\* ps1 = (Student\*)pp; // 这种情况转换时可以的。
ps1->_No = 10;
pp = &pobj;
Student\* ps2 = (Student\*)pp; // 这种情况转换时虽然可以，但是会存在越界访问的问题
ps2->_No = 10;

}


## 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）  
 【代码演示】

// Student的_num和Person的_num构成隐藏关系，可以看出这样代码虽然能跑，但是非常容易混淆
class Person
{
protected :
string _name = “小李子”; // 姓名
int _num = 111; // 身份证号
};
class Student : public Person
{
public:
void Print()
{
cout<<" 姓名:“<<_name<< endl;
cout<<” 身份证号:“<<Person::_num<< endl;
cout<<” 学号:"<<_num<<endl;
}
protected:
int _num = 999; // 学号
};
void Test()
{
Student s1;
s1.Print();
};


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。  
 【代码演示】

// B中的fun和A中的fun不是构成重载，因为不是在同一作用域
// B中的fun和A中的fun构成隐藏，成员函数满足函数名相同就构成隐藏。
class A
{
public:
void fun()
{
cout << “func()” << endl;
}
};
class B : public A
{
public:
void fun(int i)
{
A::fun();
cout << “func(int i)->” <<i<<endl;
}
};
void Test()
{
B b;
b.fun(10);
};


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。


## 派生类的默认成员函数


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？  
 【代码演示】

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; // 姓名
//int _age;
};

class Student : public Person
{
public:
// 子类构造函数 – 我们不写，编译器默认生成
// 1、继承的父类成员作为一个整体 – 调用父类的默认构造函数初始化
// 2、自己的自定义类型成员 – 调用它的默认构造函数
// 3、自己的内置类型成员 – 不处理(除非给了声明时缺省值)

// 我们要自己实现子类构造函数
// 要注意的父类成是作为一个整体，调用父类的构造函数进行初始化
Student(const char\* name, int id, const char\* address)
	:Person(name)
	, \_id(id)
	, \_address(address)
{}

/\*Student(const char\* name, int id, const char\* address)

: _id(id)
, _address(address)
{}*/

// 子类拷贝构造函数 -- 我们不写，编译器默认生成
// 1、继承的父类成员作为一个整体 -- 调用父类的拷贝构造
// 2、自己的自定义类型成员 -- 调用它的拷贝构造
// 3、自己的内置类型成员 -- 值拷贝

// 如果要自己实现，就要类似这样处理。但是像这里得Student是不需要自己是实现
// 默认实现就可以。如果子类中存在深浅拷贝问题，才需要自己实现
Student(const Student& s)
	:\_id(s._id)
	, \_address(s._address)
	, Person(s)
{}

// 子类拷贝赋值函数 -- 我们不写，编译器默认生成
// 1、继承的父类成员作为一个整体 -- 调用父类的拷贝赋值
// 2、自己的自定义类型成员 -- 调用它的拷贝赋值
// 3、自己的内置类型成员 -- 值拷贝

// 需要自己实现
Student& operator=(const Student& s)
{
	if (this != &s)
	{
		_id = s._id;
		_address = s._address;
		Person::operator=(s); // 切片
	}

	return \*this;
}

// 子类析构函数 -- 我们不写，编译器默认生成
// 1、继承的父类成员作为一个整体 -- 调用父类的析构函数
// 2、自己的自定义类型成员 -- 调用它的析构函数
// 3、自己的内置类型成员 -- 不处理

// 如果我们要自己实现呢？
// 子类析构函数和父类析构函数构成隐藏关系 
// 因为编译期会对析构函数名做特殊处理，所有类的析构函数名都会被处理成统一名字destructor()
// 为什么编译器会做这个处理呢？ -- 析构函数要构成多态重写。具体多态章节再详细讲解
// 子类的析构函数在执行结束会后，会自动调用父类的析构函数
~Student()
{
	//Person::~Person();
	// 清理自己的资源
} // 会自动调用父类的析构函数

private:
int _id;
string _address;
};

int main()
{
Student s1(“张三”, 1, “西安市”);
Student s2(s1);

Student s3("张思", 2, "北京市");
s1 = s3;

return 0;

}


![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/3a9d167640ae45a7bb8b6340f928b515.png?x-oss-process=image/watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBATGF5bWFu5YWJ772e,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16)


【总结】


1. 派生类的构造函数必须调用基类的构造函数初始化基类的那一部分成员。如果基类没有默认的构造函数，则必须在派生类构造函数的初始化列表阶段显示调用。
2. 派生类的拷贝构造函数必须调用基类的拷贝构造完成基类的拷贝初始化。
3. 派生类的operator=必须要调用基类的operator=完成基类的复制。
4. 派生类的析构函数会在被调用完成后自动调用基类的析构函数清理基类成员。因为这样才能保证派生类对象先清理派生类成员再清理基类成员的顺序。
5. 派生类对象初始化先调用基类构造再调派生类构造。
6. 派生类对象析构清理先调用派生类析构再调基类的析构。


## 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。  
 【代码演示】

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;
}
void main()
{
Person p;
Student s;
Display(p, s);
}


## 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 。  
 【代码演示】

class Person

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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。
【代码演示】

class Person


[外链图片转存中...(img-qMVpZA8n-1715821194143)]
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