### C++总结-[类的继承]

面向对象中关于继承的总结。

#@author:       gr
#@date:         2015-07-26
#@email:        forgerui@gmail.com

一、类的隐藏

重载(overload)、覆盖(override)与隐藏(hidden)。

重载：

相同的范围（在同一个类中）

函数名字相同

参数不同

virtual 关键字可有可无

覆盖(重写)：

不同的范围（分别位于派生类与基类）

函数名字相同

参数相同

基类函数必须有 virtual 关键字

隐藏：

如果派生类的函数与基类的函数同名，但是参数不同。此时，不论有无 virtual 关键字，基类的函数将被隐藏（注意别与重载混淆）

如果派生类的函数与基类的函数同名，并且参数也相同，但是基类函数没有 virtual关键字。此时，基类的函数被隐藏，基类有virtual关键字的话就是覆盖了。

父类是virtual方法          形参表相同  ---> 构成重写
父类是virtual方法          形参表不同  ---> 隐藏父类方法
父类不是virtual方法        形参表相同  --->隐藏父类方法
父类不是virtual方法        形参表不同  --->隐藏父类方法

　　

总结：

重载肯定是在一个域中的，C++不支持跨域重载，即子类同名函数永远不与父类函数形成重载，而是隐藏掉父类同名函数。

覆盖的要求比较严格，子类与父类只有一种情况构成重写，三种情况下子类与父类同名函数构成隐藏。

继承类函数会隐藏子类中所有同名的函数，即使是子类中的虚函数也会隐藏所有同名函数，即使将父类的函数声明为virtual都不会改善这种情况。

class A {
public:
	void print() {			//加上virtual不会改善这种情况
		cout << "hello base class" << endl;
	}
};

class B : public A {
public:
	void print(int) {		//加上virtual也不会改善这种情况
		cout << "hello inheritance class" << endl;
	}
};

上面的print(int)会隐藏掉所有基类中叫print的函数。

B b;
b.print();		//报错，子类的该函数已被隐藏

如果想要调用A中的函数，需要使用类作用域来限定：

B b;
b.A::print();		//类作用域调用

除此之外，还可以在子类中使用using声明基类函数，如下:

class B : public A {
public:
	using A::print;			//注意这里没有括号
	void print(int) {
		cout << "hello inheritance class" << endl;
	}
};

二、多态实现

普通函数表现在静态绑定上，即根据当前类类型决定调用函数，而不是实际的对象类型。如下：

class A {
public:
	void print() {
		cout << "hello base class" << endl;
	}
};

class B : public A {
public:
	void print() {
		cout << "hello inheritance class" << endl;
	}
};

void main() {
	A* pA = new B();
	pA->print();			//此句会调用A::print()
}

上面pA只会调用A类的print()函数，如果我们想根据实际对象的类型来调用相应的函数，那么就需要进行动态绑定。将基类的print()函数声明为virtual，可以解决这个问题。

class A {
public:
	virtual void print() {
		cout << "hello base class" << endl;
	}
};
class B : public A {
public:
	void print() {
		cout << "hello inheritance class" << endl;
	}
};

void main() {
	A* pA = new B();
	pA->print();			//根据对象的实际类型调用B::print()
}

虚函数的成本：

当然，"天下没有免费的午餐"。实现这种功能必须花费一定的成本。

一般函数是不会增加对象空间的，一般C++对象的大小由非静态成员变量，虚函数，以及对齐决定。

而使用虚函数，主要有两个成本：

1. 一个类会在内存中建立一个虚函数表(vtbl)，用来记录虚函数信息，所有该类对象共享该虚函数表。类的虚函数表是一块连续的内存，每个内存单元中记录一个JMP指令的地址，也就是每个函数的地址。
2. 其次，会在每个类对象内增加一个指针(vptr, 32位的话占用4个字节)，用以指向虚函数表。

因为基类、子类有两个不同的虚函数表，且两个虚函数指针指向各自的虚函数表，所以在运行时可以体现出多态。同理，如果作为函数参数，不能以值传递，这样对象会被slice，必须传递指针或引用。虚函数需要在运行时才能确定运行的函数，但在编译时就要给出可以执行的命令，主要是如下几步：

1. 根据pC1所指对象的虚函数指针(vptr)索引到虚函数表(vtbl)。
2. 在虚函数表中找到函数的偏移，记为i。
3. 调用第二步中的函数，*(pC1->vptr[i])(pC1);

三、类的权限控制

1. 继承方式

   public继承： public => public, protect =>protect, private => 不可访问
   
   protect继承：public => protect, protect =>protect, private => 不可访问
   
   private继承：public => private, protect => private, private => 不可访问

2. 子类成员

   public成员：public => public, protect => protect, private => private
   
   protect成员：public => protect, protect => protect, private => private
   
   private成员：都不可访问

默认继承方式是private继承（所以如果需要使用子类成员，需要public继承），默认成员是private。

四、虚基类

含有纯虚函数的类叫做虚基类，类似Java里的接口(interface)。虚基类无法被实例化，只能通过继承，实现子类。

class AbstractBase {
public:
	virtual void solve() = 0;         //纯虚函数
	virtual ~AbstractBase(){}
};
class Derivation : public class AbstractBase {
public:
	void solve(){}
};

int main() {
	AbstractBase* thing = new Derivation();
	thing->solve();
}

五、继承与组合

继承是is a关系，组合是has a关系。有时需要根据事实正确塑模出其关系。

六、多继承与虚继承

为了满足一个类包含两个类的性质，C++提供多继承。

为了解决多继承带来的包含多个基类问题，使用虚继承，可以只包含一个基类。

class A {};
class B1 : virtual public A {};    //虚继承
class B2 : virtual public A {};    //虚继承
class C : public B1, public B2 {}; //使用虚继承，C中只包含一个A