C++面向对象之继承

继承

继承是面向对象三大特性之一。

继承的基本语法

普通实现：

#include<iostream>
using namespace std;
#include <string>
// 普通实现页面
// java页面
//如果是别的学科的页面，显然有可以重复使用的函数部分，需要修改的仅是content内容和类名
class java
{
public:
    void header()
    {
        cout << "首页、公开课、登录、注册....(公共头部)" << endl;
    }
    void footer()
    {
        cout << "帮助中心、交流合作、站内地图....(公共底部)" << endl;
    }
    void left()
    {
        cout << "java/python/c++....(公共分类列表)" << endl;
    }
    void content()
    {
        cout << "java学科视频" << endl;
    }

};
void test1()
{
    Java ja;
    ja.header();
    ja.footer();
    ja.left();
    ja.content();
}

int main() 
{
    test1()
    system("pause")
    return 0;
}

继承的好处：减少重复代码

语法：

   class 子类 ： 继承方式   父类

子类也称为派生类

父类也称为基类

派生类中的成员，包含两大部分：

一类是从基类继承过来的，一类是自己增加的成员

从基类继承过过来的表现其共性，而新增的成员体现了其个性

继承实现：

#include<iostream>
using namespace std;
#include <string>
// 继承实现页面

// 将公共部分抽离出来
// 公共页面类
class BasePage
{
public:
    void header()
    {
        cout << "首页、公开课、登录、注册....(公共头部)" << endl;
    }
    void footer()
    {
        cout << "帮助中心、交流合作、站内地图....(公共底部)" << endl;
    }
    void left()
    {
        cout << "java/python/c++....(公共分类列表)" << endl;
    }
    void content()
    {
        cout << "java学科视频" << endl;
    }
};
// java页面,继承公共页面类
class Java : public BasePage
{
public:
    void content()
    {
        cout << "java学科视频" << endl;
    }
};
void test1()
{
    Java ja;
    ja.header();
    ja.footer();
    ja.left();
    ja.content();
}

int main() 
{
    test1()
    system("pause")
    return 0;
}

继承方式

继承方式一共有三种：

        公共继承

        保护继承

        私有继承

 

#include<iostream>
using namespace std;
#include <string>
// 公共继承
class Base1
{
public:
    int m_A;
protected:
    int m_B;
private:
    int m_C;
}
class Son1 : public Base1
{
public:
    void func()
    {
        m_A = 10; // 父类中的公共权限成员 到子类中依然是公共权限
        m_B = 10; // 父类中的保护权限成员 到子类中依然是保护权限
       // m_C = 10; // 父类中的隐私权限成员 子类访问不到
    }
}

void test1()
{
    Son1 s1;
    s1.m_A = 100;  // 可以，因为是公共权限
    s1.m_B = 100;  // 报错，保护权限，类外无法访问
}
// 保护继承
class Base2
{
public:
    int m_A;
protected:
    int m_B;
private:
    int m_C;
}
class Son2 : public Base2
{
public:
    void func()
    {
        m_A = 10; // 父类中的公共权限成员 到子类中变为保护权限
        m_B = 10; // 父类中的保护权限成员 到子类中依然是保护权限
       // m_C = 10; // 父类中的隐私权限成员 子类访问不到
    }
}
void test2()
{
    Son2 s2;
   // s2.m_A = 100;  // 报错，保护权限，类外无法访问
    //s2.m_B = 100;  // 报错，保护权限，类外无法访问
}
// 私有保护
class Base3
{
public:
    int m_A;
protected:
    int m_B;
private:
    int m_C;
}
class Son3 : public Base3
{
public:
    void func()
    {
        m_A = 10; // 父类中的公共权限成员 到子类中变为私有权限
        m_B = 10; // 父类中的保护权限成员 到子类中依然是私有权限
       // m_C = 10; // 父类中的私有权限成员 子类访问不到
    }
}
void test3()
{
    Son3 s3;
   // s3.m_A = 100;  // 报错，私有权限，类外无法访问
    //s3.m_B = 100;  // 报错，私有权限，类外无法访问
}
int main() 
{
    test1();
    test2();
    test3();
    system("pause")
    return 0;
}

 继承中的对象模型

#include<iostream>
using namespace std;
#include <string>
// 继承中的对象类型
class Base
{
public:
    int m_A;
protected:
    int m_B;
private:
    int m_C;
}
class Son : public Base
{
public:
    int m_D;
}
void test1()
{
    // 输出结果是 16,
    // 父类中所有非静态成员都会被子类继承下去
    // 父类中的私有成员属性，是被编译器给隐藏了，因此是访问不到的，但是确实是被继承了的
    // 然后还包括自己类中的成员
    cout << "size of Son="  << sizeof(Son) << endl;

}
int main() 
{
    test1()
    system("pause")
    return 0;
}

利用开发人员命令提示工具查看对象模型

// 跳转盘符 F：（文件存储盘）

//跳转文件路径 cd 具体路径下

// 查看命名

// cl /dl reportSingleClassLayout类名 文件名

 

 继承中的构造和析构顺序

先构造父类，再构造子类；

先析构子类，再析构父类。

析构与构造的顺序相反。

class A 
{
public:
	A() 
    { 
        cout << "A";
     }
	~A() 
    { 
        cout << "A" ; 
    }
};
class B :public A 
{
public:
	B() { cout << "B"; }
	~B() { cout << "B" ; }
};
 
int main()
{
    B b;        //构造一个对象
    return 0;
 
}
/*输入*/
 
ABBA  

 继承同名成员处理方式

问题：当子类与父类出现同名的成员，如何通过子类对象，访问到子类或父类中同名的数据呢？

• 访问子类同名成员 直接访问即可
• 访问父类同名成员 需要加作用域

#include<iostream>
using namespace std;
#include <string>
// 继承中同名成员的处理方式
class Base
{
public:
    Base()
    {
        m_A =100
    }
    void func()
    {
        cout << "Base yes" << endl;
    }
    void func(int a)
	{
		cout << "Base - func(int a)调用" << endl;
	}
    int m_A;
};
class Son:public Base
{
public:
    Son()
    {
        m_A = 200;
    }
    void func()
    {
        cout << " Son yes" << endl;
    }
    int m_A;

};
// 同名属性处理
void test1()
{
    Son s;
    cout << "Son下m_A = " << s.m_A <<endl;
    // 如果通过子类对象 访问到父类中同名成员，需要加一个作用域
    cout << "Base下m_A = " << s.Base::m_A <<endl;

}
// 同名函数处理
void test2()
{
    Son s;
    s.func(); // 直接调用 调用的是子类中的同名函数
	s.Base::func();  //父类中的func()函数
    s.Base::func(10);   //父类中的func(int a)函数

}
int main() 
{
    test1();
    test2();
    system("pause")
    return 0;
}

上面代码中还说明了同名成员函数 另一种情况：

当父类中：对成员函数func()进行了重载，也就是func(int a)，
这样对于子类来说如果想要调用父类的func(int a)成员函数该怎么做？
是： Son s   s.func(10) ?
不能这样写。因为当子类与父类拥有同名成员函数，子类会隐藏父类中所有版本的同名成员函数
如果想访问父类中被隐藏的同名成员函数，需要加父类的作用域：s.Base::func(10)

总结： 1. 子类对象可以直接访问到子类中同名成员 2. 子类对象加作用域可以访问到父类同名成员 3. 当子类与父类拥有同名的成员函数，子类会隐藏父类中所有版本的同名成员函数，加作用域可以访问到父类中同名函数。

继承同名静态成员处理方式

问题：继承中同名的静态成员在子类对象上如何进行访问？

静态成员和非静态成员出现同名，处理方式一致

• 访问子类同名成员 直接访问即可
• 访问父类同名成员 需要加作用域

静态成员变量特点：
1.编译时分配内存
2.所有对象共享同一份数据
3.类内声明，类外初始化

//同名成员属性
class Base {
public:
	static int m_A;
};

int Base::m_A = 100;

class Son : public Base {
public:
	static int m_A;
};

int Son::m_A = 200;


void test01()
{
	//通过对象访问
	cout << "通过对象访问： " << endl;
	Son s;
	cout << "Son  下 m_A = " << s.m_A << endl;
	cout << "Base 下 m_A = " << s.Base::m_A << endl;

	//通过类名访问
	cout << "通过类名访问： " << endl;
	cout << "Son  下 m_A = " << Son::m_A << endl;
	//第一个::表示通过类名来访问，第二个::表示父类的作用域下
	cout << "Base 下 m_A = " << Son::Base::m_A << endl;
}

int main() {

	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

//同名成员函数
class Base {
public:
	static void func()
	{
		cout << "Base - static void func()" << endl;
	}
	static void func(int a)
	{
		cout << "Base - static void func(int a)" << endl;
	}
};

class Son : public Base {
public:
	static void func()
	{
		cout << "Son - static void func()" << endl;
	}
};

void test02()
{
	//通过对象访问
	cout << "通过对象访问： " << endl;
	Son s;
	s.func();
	s.Base::func();

	cout << "通过类名访问： " << endl;
	Son::func();   //子类的func()
	Son::Base::func();   //父类的func()
	//出现同名，子类会隐藏掉父类中所有同名成员函数，需要加作作用域访问
	Son::Base::func(100);  //父类的func(int a)
}
int main() {

	test02();
	system("pause");
	return 0;
}

多继承语法

C++允许一个类继承多个类

语法：class 子类 ：继承方式 父类1 ， 继承方式 父类2...

多继承可能会引发父类中有同名成员出现，需要加作用域区分

C++实际开发中不建议用多继承

class Base1 {
public:
	Base1()  // 构造函数中赋初值
	{
		m_A = 100;
	}
	int m_A;
};

class Base2 {
public:
	Base2()
	{
		m_B = 200;  // m_A =200  成员同名的情况
	}
	int m_B;     // int m_A;

};
// 多继承，子类 需要继承Base1、Base2

//语法：class 子类：继承方式 父类1 ，继承方式 父类2 
class Son : public Base2, public Base1 
{
public:
	Son()
	{
		m_C = 300;
		m_D = 400;
	}
public:
	int m_C;
	int m_D;
};

void test01()
{
	Son s;
	cout << "sizeof Son = " << sizeof(s) << endl;
//多继承容易产生成员同名的情况
//通过使用类名作用域可以区分调用哪一个基类的成员
    cout <<"Base1下的m_A:"<< s.Base1::m_A << endl;
	cout <<"Base2下的m_A:"<< s.Base2::m_A << endl;
}

int main() {

	test01();
	system("pause");
	return 0;
}


输出：sizeof Son =16

菱形继承

菱形继承概念：

​ 两个派生类继承同一个基类

​ 又有某个类同时继承者两个派生类

​ 这种继承被称为菱形继承，或者钻石继承

典型的菱形继承案例：

 菱形继承问题：

羊继承了动物的数据，驼同样继承了动物的数据，当草泥马使用数据时，就会产生二义性。（比如：动物有年龄，羊会继承年龄，驼也会继承年龄，那么羊驼既会继承羊的年龄又会继承驼的年龄，这就出现了问题）

草泥马继承自动物的数据继承了两份，其实我们应该清楚，这份数据我们只需要一份就可以。

#include<iostream>
using namespace std;
#include <string>
class Animal
{
    int m_Age;

};
// 怎么解决呢--可以利用虚继承来解决菱形继承的问题
// 继承之前 加上关键字virtual 变成虚继承
// Animal类称为虚基类
// 加上虚继承后，输出都是18
//输出：st.Sheep::m_Age = 18  st.Tuo::m_Age = 18  st.SheepTuo = 18
class Sheep : virtual public Animal
{

};
class Tuo :virtual public Animal
{

};
class SheepTuo : public Sheep, public Tuo
{

};
void test1()
{
    SheepTuo st;
    st.Sheep::m_Age = 28;
    st.Tuo::m_Age = 18; // st.m_Age = 18报错，不明确，加作用
    // 当菱形继承，两个父类拥有相同数据，需要加以作用域来区分
    cout << "st.Sheep::m_Age = " << st.Sheep::m_Age << endl;
	cout << "st.Tuo::m_Age = " <<  st.Tuo::m_Age << endl;
	cout << "st.m_Age = " << st.m_Age << endl;
    // 但是还是存在一个问题，这份数据我们知道，只需要一份就可以了，菱形继承导致数据有两份，资源浪费
    // 怎么解决呢--可以利用虚继承来解决菱形继承的问题
    // 继承之前 加上关键字virtual 变成虚继承
    
}

int main() 
{
    test1();
    system("pause")
    return 0;
}

底层解释：
使用了虚继承之后，Sheep和Tuo从Animal继承的是一个虚基类指针vbptr(virtual base pointer)
这个指针指向的是虚基列表vbtable(virtual base table)
在这个表中记录了偏移量  通过偏移量可以找到m_Age。
所以这样就使得年龄这个数据只有一份，怎么改都是这份。

总结：
* 菱形继承带来的主要问题是子类继承两份相同的数据，导致资源浪费以及毫无意义
* 利用虚继承可以解决菱形继承问题