C++:继承总结

继承的相关概念

继承是面向对象复用的重要手段。继承是类型之间的关系建模,通过继承类的关系,可以达到复用的目的。比如下面这个例子:

老师,学生,保安都可以由人这个类继承下来。

这里写图片描述

实现一个简单的类

这里写图片描述

继承是一种复用手段,在继承关系里父类的成员都会变成子类的一部分

三种继承方式

  • public:公有继承
  • private:私有继承
  • protected:保护继承

三种继承关系下父类成员在子类的访问关系变化:
这里写图片描述

总的来说:当继承方式与基类的成员限定符不一致时,谁小就取谁。

基类的private成员不可见,这里的不可见的意思是,该private成员就在那里,是实际存在的,但是谁都不可以访问。

总结:

  • public继承是is-a的关系,每个子类对象也是一个父类对象
  • private/protected继承是has-a的关系。

赋值兼容规则


切割的行为:
这里写图片描述

但是注意:在切片的过程中并没有类型的转换,是天然的操作,只是把父类需要的东西从子类中取出来;

//父类的指针可以指向子类的对象
Person* p1=&s;
//父类的引用可以指向子类的对象
Person& p2=s;


//子类的指针/引用不能指向父类的对象(可以通过强制类型转换完成)
Student* s1=(Student*)&p;
Student& s2=(Student&)p;
//但是这种方式可能会造成越界,因为强转之后编译器会多向后找四个字节,这样就会造成越界的可能性。

继承中的作用域

  • 在继承体系中基类和派生类都有独立的作用域
  • 子类和父类中有同名成员,子类成员将屏蔽父类对成员的直接访问。这称作–隐藏/重定义
  • 所以在继承体系中最好不要定义同名的成员
class Person
{
public:
    void Display()
    {
        cout<<_name<<endl;
    }
    void f()
    {
        cout<<"Person()"<<endl;
    }
protected:
    string _name;
};

class Student: public Person
{
public:
    void f(int a)
    {
        cout<<"Person()"<<endl;
    }
public:
        int _num;
};

此时,子类的f()同样会隐藏父类的f(),在不同作用域内,并不构成重载。所以这里所说的函数名相同,是指不论返回值,参数列表是否相同,函数名相同的就会被隐藏。但是可以通过指定类域显式地访问。

继承的默认成员函数

在继承关系中,如果没有显式地定义这六个默认成员函数,编译系统会默认合成这六个默认成员函数。

写一个例子:

class Person//父类的成员函数
{
public:
    Person(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<<"operator=()"<<endl;
        if(this!=&p)
        {
            _name=p._name;
        }
        return *this;
    }
    ~Person()
    {
        cout<<"~Person()"<<endl;
    }
protected:
    string _name;
};


class Student: public Person
{
public:
    Student(char* name,int num)
        :Person(name)
        ,_num(num)
    {
        cout<<"Student()"<<endl;
    }

    Student(const Student& s)
        :Person(s)
         ,_num(s._num)
    {
        cout<<"Student(const Student& s)"<<endl;
    }

    Student& operator=(const Student& s)
    {
        if(this!=&s)
        {
            Person::operator=(s);//必须指定父类的域,否则会无限递归
            _num=s._num;
        }
        return *this;
    }

    ~Student()
    {
        cout<<"~Student()"<<endl;
    }
private:
    int _num;
};

void test()
{
    Student s1("jack",18);
    Student s2(s1);
    Student s3("rode",12);
    s1=s3;
}

结果如下:
这里写图片描述

子类的构造函数不需要显式地调用父类地构造,子类会自动调用父类的构造。显式地调用会隐藏父类的析构,原因是编译器调用析构函数,会将析构函数命名为Destroctor,函数名相同会构成隐藏。如果有需要清理地工作,则就有可能造成内存泄漏。

单继承&多继承&菱形继承

画一张说明这三种继承:
这里写图片描述

但是,很容易就会发现,菱形继承中地Assistant中会有两份Person的数据。

所以:菱形继承会有二义性和数据冗余的问题

虚继承

虚继承就是用来解决菱形继承中二义性与数据冗余的问题

但是需要注意的一点是,一般不要定义菱形结构的虚继承体系结构,解决数据冗余问题的同时也带来了性能上的消耗。

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