C++继承

目录

1. 继承的概念及定义

1.1 继承的概念

1.2 继承定义

1.2.1 定义格式

1.2.2 继承关系和访问限定符

1.2.3 继承基类成员访问方式的变化

2. 基类和派生类对象赋值转换

3. 继承中的作用域

4. 派生类的默认成员函数

5. 继承与友元

6. 继承与静态成员

7. 复杂的菱形继承及菱形虚拟继承

8. 继承总结和反思

9. 笔试面试题


1. 继承的概念及定义

1.1 继承的概念

继承机制是面向对象程序设计使代码可以复用的最重要的手段,它允许程序员在保持原有类特性的基础上进行扩展,增加功能,这样产生新的类,称为派生类。

继承呈现了面向对象程序设计的层次结构,体现了由简单到复杂的认知过程。以前我们接触的复用都是函数复用,继承是类设计层次的复用。

例如,以下代码中Student类和Teacher类就继承了Person类。

//父类
class Person
{
public:
	void Print()
	{
		cout << "name:" << _name << endl;
		cout << "age:" << _age << endl;
	}
protected:
	string _name = "张三"; //姓名
	int _age = 18;     //年龄
};
//子类
class Student : public Person
{
protected:
	int _stuid;   //学号
};
//子类
class Teacher : public Person
{
protected:
	int _jobid;   //工号
};

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。

1.2 继承定义

1.2.1 定义格式

下面我们看到Person是父类,也称作基类。Student是子类,也称作派生类。

1.2.2 继承关系和访问限定符

1.2.3 继承基类成员访问方式的变化

类成员/继承方式 public继承 protected继承 private继承
基类的public成员 派生类的public成员 派生类的protected成员 派生类的private成员
基类的protected成员 派生类的protected成员 派生类的protected成员 派生类的private成员
基类的private成员 在派生类中不可见 在派生类中不可见 在派生类中不可见

 总结:

稍作观察,实际上基类成员访问方式的变化规则也不是无迹可寻的,我们可以认为三种访问限定符的权限大小为:public > protected > private,基类成员访问方式的变化规则如下:

  1. 在基类当中的访问方式为public或protected的成员,在派生类当中的访问方式变为:Min(成员在基类的访问方式,继承方式)。

  2. 在基类当中的访问方式为private的成员,在派生类当中都是不可见的。

基类的private成员在派生类当中不可见是什么意思?

这句话的意思是,我们无法在派生类当中访问基类的private成员。例如,虽然Student类继承了Person类,但是我们无法在Student类当中访问Person类当中的private成员_name。(子类用不了,不想被子类继承,但私有成员变量在派生类中是存在的)

//基类
class Person
{
private:
	string _name = "张三"; //姓名
};
//派生类
class Student : public Person
{
public:
	void Print()
	{
		//在派生类当中访问基类的private成员,error!
		cout << _name << endl; 
	}
protected:
	int _stuid;   //学号
};

也就是说,基类的private成员无论以什么方式继承,在派生类中都是不可见的,这里的不可见是指基类的私有成员虽然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。

因此,基类的private成员在派生类中是不能被访问的,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,就需要定义为protected,由此可以看出,protected限定符是因继承才出现的。

注意: 在实际运用中一般使用的都是public继承,几乎很少使用protected和private继承,也不提倡使用protected和private继承,因为使用protected和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。

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。

2. 基类和派生类对象赋值转换

  • 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。

  • 基类对象不能赋值给派生类对象。

//基类
class Person
{
protected:
	string _name; //姓名
	string
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