c++ 继承详细总结

小灰灰 2022-11-27 10:16 270阅读 0赞

# c++中的继承 #

## 1：继承的概念及定义 ##

### a.继承的概念 ###

继承(inheritance)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。

### b.继承定义 ###

**定义格式**：

class Student ： public Person
    { 
    public:
    	int _id;
    	int _major;
    }

**继承关系和访问限定符**：  
![在这里插入图片描述][20200814220751350.png_pic_center]  
**继承后基类成员的访问方式变化**：

![在这里插入图片描述][20200814220845539.png_pic_center]  
**总结**：

> 1：基类private成员不管以什么方式继承在派生类中都是不可见的，这里的不可见指的是基类的私有成员 还是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是在类内还是类外都不能去访问它；  
> 2：基类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，就定义为protected,可以看出保护访问限定符是因继承才出现的；  
> 3：通过上面的表格可以发现，基类的私有成员在子类都是不可见的，基类其他成员在子类中的访问方式 = Min(成员在基类中的访问限定符，继承方式)；  
> 4：使用关键字class 默认的继承方式是private,使用关键字struct默认继承方式是public;

## 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/引用/指针。这种行为称为切片或者切割，即把派生类中父类的那部分切下来赋值过去；
 *  基类对象不能赋值给派生类对象；
 *  基类的指针可以通过强制类型转换赋值给派生类的指针，但必须是基类的指针是指向派生类对象时才安全；

class Person 
    { 
    protected :
        string _name; // 姓名
        string _sex;  // 性别 
        int _age;    // 年龄
    }; 
    class Student : public Person 
    {  
    public :    
    	int _No ; // 学号 
    };
     void Test () 
     {     
     	Student sobj ;
     	// 1.子类对象可以赋值给父类对象/指针/引用 
     	Person pobj = sobj ;    
     	Person* pp = &sobj;    
     	Person& rp = sobj;
     	//2.基类对象不能赋值给派生类对象 
     	sobj = pobj;
     	// 3.基类的指针可以通过强制类型转换赋值给派生类的指针
     	pp = &sobj;    
     	Student* ps1 = (Student*)pp; // 这种情况转换时可以的。 
     	ps1->_No = 10;
     	pp = &pobj;
     	Student* ps2 = (Student*)pp; // 这种情况转换时虽然可以，但是会存在越界访问的问题 
     	ps2->_No = 10;
    }

## 继承中的作用域 ##

> 1.  在继承中基类和派生类都有独立的作用域；
> 2.  子类和父类中有同名成员，子类将屏蔽父类对同名成员的直接访问，这种情况叫隐藏，也叫重定义；
> 3.  如果是成员函数的隐藏，只要同名就隐藏；
> 4.  最好不要定义同名的成员；

## 派生类的默认成员函数 ##

1.  派生类的构造函数必须调用基类的构造函数初始化基类的那一部分成员，如果基类没有默认构造，则必须在派生类构造函数的初始化列表中显式调用；
2.  派生类的拷贝构造函数必须调用基类的拷贝构造完成基类成员的拷贝构造；
3.  派生类的 operator= 必须调用基类的 operator= 完成基类的复制；
4.  派生类的析构函数会在被调用完后自动调用基类的析构函数清理基类的资源，
5.  派生类对象初始化先调用基类构造在调用派生类构造；
6.  派生类对象清理先调用派生类析构再调用基类析构；

## 继承与友元 ##

**友元关系不能继承，也就是说基类的友元不能访问派生类的私有和保护成员；**

## 继承与静态成员 ##

**基类定义了static静态成员，则整个继承体系里面只有一个这样的成员。无论派生出多少个子类，都只有一 个static成员实例 。**

## 菱形继承与菱形虚拟继承 ##

### 单继承： ###

一个子类只有一个直接父类时称这个继承关系为单继承；  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQzNTEzMDc3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

### 多继承： ###

一个子类有两个或多个直接父类的继承关系称为多继承；  
![在这里插入图片描述][20200814225516149.png_pic_center]

### 菱形继承： ###

菱形继承是多继承的一种特殊情况  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQzNTEzMDc3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]  
**菱形继承的两个问题：**

*  二义性
 *  数据冗余

class Person 
    {  
    public :
        string _name ; // 姓名
    };
    class Student : public Person 
    {  
    protected :    
    int _num ; //学号 
    };
    class Teacher : public Person 
    {  
    protected :    
    int _id ; // 职工编号 
    };
    class Assistant : public Student, public Teacher 
    {  
    protected :
        string _majorCourse ; // 主修课程 
    };
    
    void Test () 
    {     // 这样会有二义性无法明确知道访问的是哪一个 
    	Assistant a ;    
    	a._name = "peter";        
    	// 需要显示指定访问哪个父类的成员可以解决二义性问题，但是数据冗余问题无法解决
        a.Student::_name = "xxx";
        a.Teacher::_name = "yyy"; 
    }

\*\* 虚拟继承可以解决菱形继承中的二义性和数据冗余问题\*\*

> 虚拟继承通过虚基表来解决二义性和数据冗余的问题；  
> 在直接父类的对象中有两个指针，叫做虚基表指针，指向的表叫虚基表， 可以通过虚基表中存放的偏移量找到数据。

[20200814220751350.png_pic_center]: /images/20221124/9592bb23c0e942fba920dec16c1c3d94.png
[20200814220845539.png_pic_center]: /images/20221124/aa0db724f8a64d2290345987552c675e.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQzNTEzMDc3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221124/ba7342b4f7dd45e38b746e07f3a829fb.png
[20200814225516149.png_pic_center]: /images/20221124/708668ca809942cfbe56be43e9022a88.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQzNTEzMDc3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]: /images/20221124/0b0c585fc60340a781f9c9c1fb87f45e.png