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1.1 继承的概念
继承的本质是代码的复用 比如#xff1a; 学校的师生管理系统 有学生、老师、宿管阿姨等 每个人都有的信息名字、电话 身份证号、年龄、性别等 我们可以发现有些类型是具有共性的 如果每个类都去写#xff0c;初始化时每个 都要初…
一、继承的基本概念及定义
1.1 继承的概念
继承的本质是代码的复用 比如 学校的师生管理系统 有学生、老师、宿管阿姨等 每个人都有的信息名字、电话 身份证号、年龄、性别等 我们可以发现有些类型是具有共性的 如果每个类都去写初始化时每个 都要初始化代码就会冗余 写起来也很麻烦 于是可以将师生的共同信息提取出来 让子类去继承父类 class Person
{
public:void Print(){cout name: _name endl;cout age: _age endl;}protected:string _name peter; // 姓名int _age 18; // 年龄
};继承后父类Person的成员函数成员变量 就会变成子类的一部分 下面Student和Teacher就体现出了 复用Person的成员
class Student : public Person
{
protected:int _stuid; // 学号
};class Teacher : public Person
{
protected:int _jobid; // 工号
};Person是父类也称作基类 Student是子类也称作派生类
1.2 继承关系和访问限定符 1.3 继承基类成员访问方式的变化 红色方框为常用的
总结 基类private成员在派生类中不可见 不可见指基类的私有成员还是被继承到 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 基类的私有成员在子类都是不可见 基类的其他成员在子类的访问方式 等于Min(成员在基类的访问限定符继承方式) public protected private 基类private成员在派生类中是不能被访问 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 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 在实际运用中一般都是使用public继承 很少使用也不提倡使用protetced/private继承
二、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 基类对象不能赋值给派生类对象
把派生类中父类那部分切来赋值过去
代码实现
#include iostream
#include algorithm
#include stringusing namespace std;class Person
{
public:void Print(){cout name: _name endl;cout age: _age endl;}
protected: // 在子类可见(不能用)
// private: // 在子类不可见(不能用)string _name peter; // 姓名int _age 18; // 年龄
};class Student : public Person // struct 默认公有继承,class默认私有继承
{
protected:int _stuid; // 学号
};class Teacher : public Person
{
protected:int _jobid; // 工号
};int main()
{Student s;Teacher t;s.Print();t.Print();double d 1.1;int i d; // 隐式类型转换,会有临时变量const int ri d; Student s;Person p s; // 子类赋值给父类是天然支持的,不存在类型转换发生;因为子类就是特殊的父类对象.只适用于公有继承Person rp s; // 中间没有产生临时变量Person* ptrp s; // 指针也可以玩return 0;
}三、继承中的作用域 在继承体系中基类和派生类都有独立的作用域 子类和父类中有同名成员子类成员将屏蔽父类 对同名成员的直接访问这种情况叫隐藏 也叫重定义(在子类成员函数中可以使用 基类::基类成员 显示访问) 需要注意的是如果是成员函数的隐藏 只需要函数名相同就构成隐藏 注意在实际中在继承体系里面 最好不要定义同名的成员
// 继承中的作用域
class Person
{
protected:string _name 小李子; // 姓名int _num 11; // 身份证号
};class Student : public Person
{
public:void Print(){cout 姓名: _name endl;cout 身份证号: Person::_num endl;cout 学号: _num endl;}
protected: // 子类定义一个跟父类同名类型,访问的是子类类型.想访问父类需要指定作用域int _num 999; // 学号
};void Test()
{Student s1;s1.Print();
};class A
{
public:void fun(){cout func() endl;}
};
class B : public A
{
public:void fun(int i){A::fun();cout func(int i)- i endl;}
};void Test2()
{B b;// b.fun(10);b.A::fun(); // 指定作用域,在继承体系里面最好不要定义同名的成员};// A: 两个fun构成函数重载
// B: 两个fun构成隐藏
// C: 编译报错
// D: 以上说法都不对// 选B.不构成重载,子类和父类不在同一个作用域int main()
{Test();Test2();return 0;
}四、派生类的默认成员函数 派生类构造函数必须调用基类构造函数 初始化基类的那一部分成员。如果基类 没有默认的构造函数则必须在派生类 构造函数的初始化列表阶段显示调用 派生类的拷贝构造函数必须调用基类的 拷贝构造完成基类的拷贝初始化 派生类的operator必须要调用基类的 operator完成基类的复制 派生类的析构函数会在被调用完成后 自动调用基类的析构函数清理基类成员 因为这样才能保证派生类对象先清理 派生类成员再清理基类成员的顺序 派生类对象初始化先调用 基类构造再调派生类构造 派生类对象析构清理先调用 派生类析构再调基类的析构 编译器会对析构函数名进行特殊处理 处理成destrutor()所以父类析构函数 不加virtual的情况下子类析构函数和 父类析构函数构成隐藏关系 // 派生类的默认成员函数
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) // 不写默认调用父类缺省构造. 如果子类没写构造和析构会自动调用父类的构造和析构,写了还是调用父类的,需要指定父类初始化, _num(num){cout Student() endl;}Student(const Student s): Person(s) // 不写不会调用父类的,要调需要指定.调用父类要求传一个父类对象,把子类传过去让父类自己去切片, _num(s._num){cout Student(const Student s) endl;}Student operator(const Student s){if (this ! s){Person::operator(s); // 跟父类重名隐藏,需要指定作用域,不然会调到自己陷入死循环_num s._num;}cout Student operator(const Student s) endl;return *this;}// 析构函数会被处理成destructor~Student(){Person::~Person();cout ~Student() endl;}// 子类析构函数完成时,会自动调用父类析构函数,保证先析构子再析构父.如果先析构父,子类里的父成员就成野指针了protected:int _num; //学号
};void Test()
{Student s1(jack, 18);Student s2(s1);Student s3(rose, 17);s1 s3;
}int main()
{Student s1(张三, 18);//Student s2(s1);//Person p s1; // 把子类赋值给父类调用的是父类的拷贝构造//s1 s2;return 0;
}五、继承与友元
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
class Person
{
public:Person() { _count; }
// protected:string _name; // 姓名
public:static int _count; // 统计人的个数。
};
int Person::_count 0;// 父类有个静态的_count,子类不会继承父类的静态count,但是可以访问;静态成员属于整个类
class Student : public Person
{
protected:int _stuNum; // 学号
};class Graduate : public Student
{
protected:string _seminarCourse; // 研究科目
};int main()
{Person p;Student s;cout (p._name) endl;cout (s._name) endl;cout (p._count) endl; // 子类继承后实例化对象的静态成员跟父类静态成员是同一个地址cout (s._count) endl;// 算一下总共创建了多少个对象Graduate g1;Graduate g2;cout Person::_count endl; // 在父类的构造函数中count就可以,因为子类创建对象必须调用父类构造函数cout Graduate::_count endl; // 静态成员是所有继承的派生类共享return 0;
}六、菱形继承和菱形虚拟继承
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 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 菱形继承的问题有数据冗余和二义性的问题 比如下面代码数据冗余即D有两份A的数据 二义性即不知道要访问哪个 D要访问A的_a成员他不知道是访问 从B那里继承A还是C那里继承的A
class A
{
public:int _a;
};class B : public A
{
public:int _b;
};class C : 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;
}而虚拟继承可以解决菱形继承的 二义性和数据冗余的问题 在继承前面加上virtual
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;
};注意 虚拟继承不要在其他地方去使用
七、继承和组合 public继承是一种is-a的关系 也就是说每个派生类对象都是一个基类对象 组合是一种has-a的关系 假设B组合了A每个B对象中都有一个A对象 优先使用对象组合而不是类继承 继承允许你根据基类的实现来定义 派生类的实现。继承一定程度破坏了 基类的封装基类的改变 派生类和基类的依赖关系强耦合度高 对象组合是类继承之外的另一种复用选择 新的更复杂的功能可以通过组装或组合对象 来获得。组合类之间没有很强的依赖关系 耦合度低 实际尽量多去用组合 组合的耦合度低代码维护性好
// Car和BMW Car和Benz构成is-a的关系class Car{protected:string _colour 白色; // 颜色string _num 陕ABIT00; // 车牌号};class BMW : public Car{public:void Drive() {cout 好开-操控 endl;}};class Benz : public Car{public:void Drive() {cout 好坐-舒适 endl;}};// Tire和Car构成has-a的关系class Tire{protected:string _brand Michelin; // 品牌size_t _size 17; // 尺寸};class Car{protected:string _colour 白色; // 颜色string _num 陕ABIT00; // 车牌号Tire _t; // 轮胎};八、总结
有了多继承就存在菱形继承 有了菱形继承就有菱形虚拟继承 底层实现就很复杂 所以一般不建议设计出多继承 以及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
笔试面试题
什么是菱形继承菱形继承的问题是什么什么是菱形虚拟继承如何解决数据冗余和二义性的继承和组合的区别什么时候用继承什么时候用组合
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