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。
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。
Person是父类,也称作基类。Student是子类,也称作派生类。
记忆方法:基类的私有成员,无论哪种方式继承,在派生类中都是不可见。基类其他成员在子类的访问方式,取基类成员的访问限定符和继承方式中小的一个。 在继承中,一般用公有和保护,少用私有。
总结:
派生类对象可以赋值给基类对象。 注意:必须是公有继承才可以,保护和私有都不行。 public继承是is -a的关系,即每个子类对象都是一个特殊的父类对象。
切片有赋值兼容,在赋值的时候不会产生临时对象,就不需要加const。如下图,此时ref是直接指向派生类中基类的那一部分。
默认访问子类的,想要访问父类前面就得加上父类的类域。
B中的fun和A中的fun不是构成重载,因为不是在同一作用域 。 B中的fun和A中的fun构成隐藏,成员函数满足函数名相同就构成隐藏。 想在子类对象调用父类方法也要加上类域。
上方中父类有默认构造,子类会调用父类的默认构造。
上图父类没有默认构造,此时子类如果不显示调用,就会报错。显示调用如下:
构造是先父后子,析构是先子后父。
成员函数代码:
class Person
{
public:
Person(const char* name = "peter")
: _name(name)
{
cout << "Person()" << endl;
}
Person(const Person& p)
: _name(p._name)
{
cout << "Person(const Person& p)" << endl;
}
Person& operator=(const Person& p)
{
cout << "Person operator=(const Person& p)" << endl;
if (this != &p)
_name = p._name;
return *this;
}
~Person()
{
cout << "~Person()" << endl;
}
protected:
string _name; // 姓名
};
class Student : public Person
{
public:
Student(const char* name, int num)
: Person(name)
, _num(num)
{
cout << "Student()" << endl;
}
Student(const Student& s)
: Person(s) //传s即可,因为会自动进行切片
, _num(s._num)
{
cout << "Student(const Student& s)" << endl;
}
Student& operator = (const Student& s)
{
cout << "Student& operator= (const Student& s)" << endl;
if (this != &s)
{
Person::operator =(s); //构成隐藏,需要指定类域,不然会发生无限递归
_num = s._num;
}
return *this;
}
~Student()
{
cout << "~Student()" << endl; //子类析构调用完成后会自动调用父类析构
} //所以这里不需要自己调用
protected:
int _num; //学号
};
如果没有写默认成员函数,子类成员的内置类型不做处理,自定义类型会去调用他的默认构造。而父类成员可以看作是一个自定义类型成员,会回去父类找默认构造函数。
友元关系不能继承,也就是说基类友元不能访问子类私有和保护成员 。
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 。
静态成员是共用的,他们的地址都是一样的。
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
多继承:一个子类有两个或以上直接父类时称这个继承关系为多继承
菱形继承:菱形继承是多继承的一种特殊情况。
上方虽然显示指定访问哪个父类的成员解决了二义性问题,但是数据冗余问题仍无法解决。这时就需要使用虚拟继承:
此时,_name就只有一份了。 注意:virtual是加在腰部的类的。 虚拟继承可以解决菱形继承的二义性和数据冗余的问题。如上面的继承关系,在Student和 Teacher的继承Person时使用虚拟继承,即可解决问题。
我们给出了一个简化的菱形继承继承体系,再借助内存窗口观察对象成员的模型
class A
{
public:
int _a;
};
class B : public A
//class B : virtual public A
{
public:
int _b;
};
class C : public A
//class C : virtual public A
{
public:
int _c;
};
class D : public B, public C
{
public:
int _d;
};
int main()
{
D d;
d.B::_a = 1;
d.C::_a = 2;
d._b = 3;
d._c = 4;
d._d = 5;
return 0;
}
下图是菱形继承的内存对象成员模型:
下图是菱形虚拟继承的内存对象成员模型:
D对象中将A放到的了对象组成的最下面,这个A同时属于B和C。那么B和C如何去找到公共的A呢?这里是通过了B和C的两个指针,指向的一张表。这两个指针叫虚基表指针,A叫做虚基类,这两个表叫虚基表。虚基表中存的偏移量。通过偏移量可以找到下面的A。
上图也是菱形继承,virtual要放在继承了公共基类的地方。
一般不建议设计出多继承,一定不要设 计出菱形继承。否则在复杂度及性能上都有问题。
适合is-a关系,就用继承 适合has-a关系,就用组合。 is-a和has-a的关系都可以,就用组合。