[C++核心编程] 4.6、继承

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- - 4.6 继承

4.6 继承

继承是面向对象三大特性之一

有些类与类之间存在特殊的关系，例如下图中：

我们发现，定义这些类时，下级别的成员除了拥有上一级的共性，还有自己的特性。

这个时候我们就可以考虑利用继承的技术，减少重复代码

4.6.1 继承的基本语法

例如我们看到很多网站中，都有公共的头部，公共的底部，甚至公共的左侧列表，只有中心内容不同

接下来我们分别利用普通写法和继承的写法来实现网页中的内容，看一下继承存在的意义以及好处

普通实现：

//Java页面

class Java

{

public:

	void header()

	{

		cout << "首页、公开课、登录、注册...（公共头部）" << endl;

	}

	void footer()

	{

		cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;

	}

	void left()

	{

		cout << "Java,Python,C++...(公共分类列表)" << endl;

	}

	void content()

	{

		cout << "JAVA学科视频" << endl;

	}

};

//Python页面

class Python

{

public:

	void header()

	{

		cout << "首页、公开课、登录、注册...（公共头部）" << endl;

	}

	void footer()

	{

		cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;

	}

	void left()

	{

		cout << "Java,Python,C++...(公共分类列表)" << endl;

	}

	void content()

	{

		cout << "Python学科视频" << endl;

	}

};

//C++页面

class CPP

{

public:

	void header()

	{

		cout << "首页、公开课、登录、注册...（公共头部）" << endl;

	}

	void footer()

	{

		cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;

	}

	void left()

	{

		cout << "Java,Python,C++...(公共分类列表)" << endl;

	}

	void content()

	{

		cout << "C++学科视频" << endl;

	}

};

void test01()

{

	//Java页面

	cout << "Java下载视频页面如下： " << endl;

	Java ja;

	ja.header();

	ja.footer();

	ja.left();

	ja.content();

	cout << "--------------------" << endl;

	//Python页面

	cout << "Python下载视频页面如下： " << endl;

	Python py;

	py.header();

	py.footer();

	py.left();

	py.content();

	cout << "--------------------" << endl;

	//C++页面

	cout << "C++下载视频页面如下： " << endl;

	CPP cp;

	cp.header();

	cp.footer();

	cp.left();

	cp.content();

}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;

}

继承实现：

//公共页面

class BasePage

{

public:

	void header()

	{

		cout << "首页、公开课、登录、注册...（公共头部）" << endl;

	}

	void footer()

	{

		cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;

	}

	void left()

	{

		cout << "Java,Python,C++...(公共分类列表)" << endl;

	}

};

//Java页面

class Java : public BasePage

{

public:

	void content()

	{

		cout << "JAVA学科视频" << endl;

	}

};

//Python页面

class Python : public BasePage

{

public:

	void content()

	{

		cout << "Python学科视频" << endl;

	}

};

//C++页面

class CPP : public BasePage

{

public:

	void content()

	{

		cout << "C++学科视频" << endl;

	}

};

void test01()

{

	//Java页面

	cout << "Java下载视频页面如下： " << endl;

	Java ja;

	ja.header();

	ja.footer();

	ja.left();

	ja.content();

	cout << "--------------------" << endl;

	//Python页面

	cout << "Python下载视频页面如下： " << endl;

	Python py;

	py.header();

	py.footer();

	py.left();

	py.content();

	cout << "--------------------" << endl;

	//C++页面

	cout << "C++下载视频页面如下： " << endl;

	CPP cp;

	cp.header();

	cp.footer();

	cp.left();

	cp.content();

}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;

}

总结：

继承的好处：可以减少重复的代码

class A : public B;

A 类称为子类或派生类

B 类称为父类或基类

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。

4.6.2 继承方式

继承的语法：class 子类 : 继承方式父类

继承方式一共有三种：

公共继承
保护继承
私有继承

示例：

class Base1

{

public:

	int m_A;

protected:

	int m_B;

private:

	int m_C;

};

//公共继承

class Son1 :public Base1

{

public:

	void func()

	{

		m_A; //可访问 public权限

		m_B; //可访问 protected权限

		//m_C; //不可访问

	}

};

void myClass()

{

	Son1 s1;

	s1.m_A; //其他类只能访问到公共权限

}

//保护继承

class Base2

{

public:

	int m_A;

protected:

	int m_B;

private:

	int m_C;

};

class Son2:protected Base2

{

public:

	void func()

	{

		m_A; //可访问 protected权限

		m_B; //可访问 protected权限

		//m_C; //不可访问

	}

};

void myClass2()

{

	Son2 s;

	//s.m_A; //不可访问

}

//私有继承

class Base3

{

public:

	int m_A;

protected:

	int m_B;

private:

	int m_C;

};

class Son3:private Base3

{

public:

	void func()

	{

		m_A; //可访问 private权限

		m_B; //可访问 private权限

		//m_C; //不可访问

	}

};

class GrandSon3 :public Son3

{

public:

	void func()

	{

		//Son3是私有继承，所以继承Son3的属性在GrandSon3中都无法访问到

		//m_A;

		//m_B;

		//m_C;

	}

};

4.6.3 继承中的对象模型

**问题：**从父类继承过来的成员，哪些属于子类对象中？

示例：

class Base

{

public:

	int m_A;

protected:

	int m_B;

private:

	int m_C; //私有成员只是被隐藏了，但是还是会继承下去

};

//公共继承

class Son :public Base

{

public:

	int m_D;

};

void test01()

{

	cout << "sizeof Son = " << sizeof(Son) << endl;

}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;

}

利用工具查看：

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查看的类名所属文件名

效果如下图：

结论：父类中私有成员也是被子类继承下去了，只是由编译器给隐藏后访问不到

4.6.4 继承中构造和析构顺序

子类继承父类后，当创建子类对象，也会调用父类的构造函数

问题：父类和子类的构造和析构顺序是谁先谁后？

示例：

class Base

{

public:

	Base()

	{

		cout << "Base构造函数!" << endl;

	}

	~Base()

	{

		cout << "Base析构函数!" << endl;

	}

};

class Son : public Base

{

public:

	Son()

	{

		cout << "Son构造函数!" << endl;

	}

	~Son()

	{

		cout << "Son析构函数!" << endl;

	}

};

void test01()

{

	//继承中 先调用父类构造函数，再调用子类构造函数，析构顺序与构造相反

	Son s;

}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;

}

总结：继承中先调用父类构造函数，再调用子类构造函数，析构顺序与构造相反

4.6.5 继承同名成员处理方式

问题：当子类与父类出现同名的成员，如何通过子类对象，访问到子类或父类中同名的数据呢？

访问子类同名成员直接访问即可
访问父类同名成员需要加作用域

示例：

class Base {

public:

	Base()

	{

		m_A = 100;

	}

	void func()

	{

		cout << "Base - func()调用" << endl;

	}

	void func(int a)

	{

		cout << "Base - func(int a)调用" << endl;

	}

public:

	int m_A;

};

class Son : public Base {

public:

	Son()

	{

		m_A = 200;

	}

	//当子类与父类拥有同名的成员函数，子类会隐藏父类中所有版本的同名成员函数

	//如果想访问父类中被隐藏的同名成员函数，需要加父类的作用域

	void func()

	{

		cout << "Son - func()调用" << endl;

	}

public:

	int m_A;

};

void test01()

{

	Son s;

	cout << "Son下的m_A = " << s.m_A << endl;

	cout << "Base下的m_A = " << s.Base::m_A << endl;

	s.func();

	s.Base::func();

	s.Base::func(10);

}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return EXIT_SUCCESS;

}

总结：

子类对象可以直接访问到子类中同名成员
子类对象加作用域可以访问到父类同名成员
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

4.6.6 继承同名静态成员处理方式

问题：继承中同名的静态成员在子类对象上如何进行访问？

静态成员和非静态成员出现同名，处理方式一致

访问子类同名成员直接访问即可
访问父类同名成员需要加作用域

示例：

class Base {

public:

	static void func()

	{

		cout << "Base - static void func()" << endl;

	}

	static void func(int a)

	{

		cout << "Base - static void func(int a)" << endl;

	}

	static int m_A;

};

int Base::m_A = 100;

class Son : public Base {

public:

	static void func()

	{

		cout << "Son - static void func()" << endl;

	}

	static int m_A;

};

int Son::m_A = 200;

//同名成员属性

void test01()

{

	//通过对象访问

	cout << "通过对象访问： " << endl;

	Son s;

	cout << "Son  下 m_A = " << s.m_A << endl;

	cout << "Base 下 m_A = " << s.Base::m_A << endl;

	//通过类名访问

	cout << "通过类名访问： " << endl;

	cout << "Son  下 m_A = " << Son::m_A << endl;

	cout << "Base 下 m_A = " << Son::Base::m_A << endl;

}

//同名成员函数

void test02()

{

	//通过对象访问

	cout << "通过对象访问： " << endl;

	Son s;

	s.func();

	s.Base::func();

	cout << "通过类名访问： " << endl;

	Son::func();

	Son::Base::func();

	//出现同名，子类会隐藏掉父类中所有同名成员函数，需要加作作用域访问

	Son::Base::func(100);

}

int main() {

	//test01();

	test02();

	system("pause");

	return 0;

}

总结：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）

4.6.7 多继承语法

C++允许一个类继承多个类

语法：class 子类：继承方式父类1 ，继承方式父类2...

多继承可能会引发父类中有同名成员出现，需要加作用域区分

C++实际开发中不建议用多继承

示例：

class Base1 {

public:

	Base1()

	{

		m_A = 100;

	}

public:

	int m_A;

};

class Base2 {

public:

	Base2()

	{

		m_A = 200;  //开始是m_B 不会出问题，但是改为mA就会出现不明确

	}

public:

	int m_A;

};

//语法：class 子类：继承方式 父类1 ，继承方式 父类2

class Son : public Base2, public Base1

{

public:

	Son()

	{

		m_C = 300;

		m_D = 400;

	}

public:

	int m_C;

	int m_D;

};

//多继承容易产生成员同名的情况

//通过使用类名作用域可以区分调用哪一个基类的成员

void test01()

{

	Son s;

	cout << "sizeof Son = " << sizeof(s) << endl;

	cout << s.Base1::m_A << endl;

	cout << s.Base2::m_A << endl;

}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;

}

总结：多继承中如果父类中出现了同名情况，子类使用时候要加作用域

4.6.8 菱形继承

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

典型的菱形继承案例：

菱形继承问题：

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。

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。

示例：

class Animal

{

public:

	int m_Age;

};

//继承前加virtual关键字后，变为虚继承

//此时公共的父类Animal称为虚基类

class Sheep : virtual public Animal {};

class Tuo   : virtual public Animal {};

class SheepTuo : public Sheep, public Tuo {};

void test01()

{

	SheepTuo st;

	st.Sheep::m_Age = 100;

	st.Tuo::m_Age = 200;

	cout << "st.Sheep::m_Age = " << st.Sheep::m_Age << endl;

	cout << "st.Tuo::m_Age = " <<  st.Tuo::m_Age << endl;

	cout << "st.m_Age = " << st.m_Age << endl;

}

int main() {

	test01();

	system("pause");

	return 0;

}

总结：

菱形继承带来的主要问题是子类继承两份相同的数据，导致资源浪费以及毫无意义
利用虚继承可以解决菱形继承问题

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