C++——继承

本文介绍了面向对象编程中的继承概念,包括如何通过继承创建新类,以及公共继承、私有继承和保护继承的区别。同时,讨论了构造和析构函数的调用顺序,同名成员的访问方法,以及多继承和菱形继承的问题及其解决方案,特别是如何通过使用虚基类解决菱形继承的二义性问题。

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一、定义

利用已有的数据类型来定义新的数据类型。

通过继承机制,可以利用已有的数据类型来定义新的数据类型。所定义的新的数据类型不仅拥有新定义的成员,而且还同时拥有旧的成员。我们称已存在的用来派生新类的类为基类,又称为父类。由已存在的类派生出的新类称为派生类,又称为子类。

利用继承技术,可以大大减少代码的重复量。

语法:     class<派生类名>:<继承方式><基类名>

        {

                <派生类新定义成员>

        };

例如:class A:public B{};A称为B的派生类或子类,B称为A的基类或父类。

  • 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。

二、继承方式

继承方式有三种,分别是:public(公共继承)、private(私有继承)、protected(保护继承)。

  1. public继承:从基类中继承的public和protected成员属性的权限到派生类中权限不变。
  2. private继承:从基类中继承的public和protected成员属性的权限在派生类中均变为private。
  3. protected继承:从基类中继承的public和protected成员属性的权限在派生类中均变为protected。
  4. 三种继承方式,从基类中继承的private成员属性,均被隐藏,且无法访问。

Tips:网上有很多文章,说是父类的private成员属性不能被继承,这个观点是不准确的。父类的private成员属性是可以被子类继承的,且占用子类的储存空间,但无法访问。利用程序验证如下:

#include<iostream>
using namespace std;

class Base {
private:
	int m_A;
	int m_B;
public:
	Base(){}
	Base(int a,int b):m_A(a),m_B(b){}
};
class Son :public Base {
public:
	int m_C;
	Son(int c):m_C(c){}
};
void test01() {
	cout << "Base类大小:" << sizeof(Base) << endl;
	cout << "Son类大小:" << sizeof(Son) << endl;
}
int main(int argc, char const **argv) {
	test01();
	return 0;
}

输出结果: 

  • Base类大小:8
  • Son类大小:12

Base类中包含两个整型变量,所以大小为8字节;Son类中字面上包含一个一个整型变量,但还从Base类中继承了两个,所以Son所占空间为12字节。

利用vs的命令行工具可以验证,步骤如下:

打开工具窗口后,定位到当前CPP文件的盘符

然后输入: cl /d1 reportSingleClassLayout类名 "所属文件名"

 总结如图:

引用自黑马程序员教程

 三、继承中的构造和析构函数调用顺序

当实例化子类对象时,先调用父类的构造函数再调用子类的构造函数;当退出程序时先调用子类的析构函数再调用父类的析构函数。

#include<iostream>
using namespace std;
class Base {
public:
	Base() { cout << "父类构造函数" << endl; }
	~Base() { cout << "父类析构函数" << endl; }
	int m_A;
};
class Son :public Base{
public:
	Son() { cout << "子类构造函数" << endl; }
	~Son() { cout << "子类析构函数" << endl; }
};
void test01() {
	Son s;
}
int main(int argc, char const **argv) {
	test01();
	return 0;
}
  • 父类构造函数
  • 子类构造函数
  • 子类析构函数
  • 父类析构函数
  • 请按任意键继续. . .

四、继承同名成员的访问方法

继承后子类中同名成员可直接访问,父类中同名成员需要加作用于例如:

#include<iostream>
using namespace std;
class Base {
public:
	Base(int a) :m_A(a) {}
	void print() {
		cout << this->m_A << endl;
	}
	int m_A;
};
class Son :public Base{
public:
	Son(int a):Base(a+10),m_A(a) {}
	void print() {
		cout << m_A << endl;
	}
	int m_A;
};
void test01() {
	Son s(5);
	s.Base::print();
	s.print();
}
int main(int argc, char const **argv) {
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

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,子类会隐藏父类中同名成员函数,加作用域可以访问到父类中同名函数

  4. 同名静态成员处理方式和非静态处理方式一样,只不过有两种访问的方式(通过对象 和 通过类名)

五、多继承和菱形继承

1、一个子类可继承多个父类,继承中出现同名成员,访问或者调用时要加上作用域区分。实际开发中不建议使用多继承。

2、菱形继承。

引用自黑马程序员教程

 如图所示。

class Animal{};

class Sheep:public Animal{};

class Luotuo:public Animal{};

class Yangtuo:public Sheep,public Luotuo{};

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

菱形继承问题:

  1. 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。

  2. 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。

解决办法:

  • 当出现菱形继承时,在继承公共基类的时候加上virtual(虚拟的)修饰词,将公共基类变为虚基类。
  • class Sheep:virtual public Animal{};
  • class Luotuo:virtual public Animal{};
  • class Yangtuo:public Sheep,public Luotuo{};
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