继承和多态基础

最新推荐文章于 2024-02-25 23:52:08 发布

choudan8888

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分类专栏： C++

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本文深入解析C++中的继承概念，包括继承的基本语法、访问权限规则、构造与析构顺序，以及成员方法间的关系如重载、隐藏与覆盖。同时，详细介绍了虚函数表的工作原理和多态的两种形式——静态多态与动态多态，探讨了纯虚函数的使用场景及虚基类的概念。

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继承

1.什么是继承？

继承就是当我们定义一个新的class类的时候，可以从某个现有的class类继承，新的class类称为子类，而被继承的class类称为基类或者父类。

下面我们用代码看一下什么叫继承

#include <iostream>
#include<string>
using namespace std;

class Animal
{
public:
	Animal(string name)
		:_name(name)
	{

	}

	void scream()
	{
		cout <<_name<< ": hou、hou 、hou……" << endl;
	}
protected:
	string _name;
};
class Cat : public Animal
{
public:
	Cat(string name)
	:Animal(name)
	{

	}
	void scream()
	{
		cout << _name<< ": miao,miao,miao……" << endl;
	}
};
int main()
{
	Cat a("mimi");
	a.scream();
	Animal b("dahuang");
	b.scream();
	return 0;
}

代码中的Ainaml就是上面提到的基类，Cat就是子类，继承方式是public方式，子类继承了父类所有的功能。

访问权限

子类无法访问父类中的private成员
父类的protected成员可以被子类访问，但是不可以被外部访问
private会被继承，但是无法访问
class中默认的方式是private，继承默认也是private方式
父类中成员通过相应的继承方式继承给子类后，这些成员对于子类来说，访问权限以继承的等级为最低级别。例如：父类中A为private权限，无论通过什么方式都不可以访问该变量

继承中的构造顺序

先构造父类，后构造子类

析构的顺序

析构的顺序和构造的顺序相反，先析构子类，后析构父类。总的来说就是先构造的后析构，后构造的先析构

成员方法之间的关系

成员方法之间的关系有三种：重载，隐藏，继承

1.重载

函数名相同
作用域相同
参数列表不同（子类不能重载父类的成员方法，因为作用域不同）

2.隐藏

子类会隐藏父类中函数名相同的方法，只需要函数名相同就可以，无关返回值和参数列表

3.覆盖

子类会覆盖与父类相同的虚函数，覆盖只会发生在虚函数表中。

虚函数表：如果类中有虚函数（函数名前有virtual修饰的函数，或者从父类中存在继承而来的），则其实例的最开始有一个虚函数指针：vfptr。虚函数指针指向一个虚函数表。虚函数表中存放的是函数指针，即为实现该虚函数的地址。


class A
{
public:
    virtual void Show()
    {
        cout << "this is A" << endl;
    }        
};

class B
{
    Show()
    {
        cout <<"this is B" << endl;
    }
}

类A在编译的时候会产生一个进入Show函数的地址Sa，在类B编译的时候会产生一个进入show函数的地址Sb，Sa和Sb存在.rodata段中（存放一些不可被修改的常量数据）。如果A实例一个对象a的话。对象a的前四个字节就是一个指针，该指针指向一个虚函数表。虚函数表中存有A类提供的show函数的地址Sa。若对象a调用show函数的话，因为show函数是一个虚函数，编译器就会去虚函数表中找该函数的入口地址进入Sa。类B在编译时期实列化一个对象b，对象b的前4个字节是一个指针，该指针指向一个虚函数表，虚函数表中存有B类提供的show函数的地址Sb，此时b调用show函数，因为show函数是一个虚函数（父类中的虚函数继承到子类中也是一个虚函数），编译器就会去虚函数表中找该函数的入口地址Sb。