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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：
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。
继承的好处：减少重复代码。
语法：class 子类 : 继承方式 父类
子类也称为派生类，父类也称为基类。
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。
从基类继承过来的表现其共性，而新增的成员体现其个性。
4.6.2 继承方式
继承的语法：class 子类 : 继承方式 父类
class 子类 : 继承方式 父类继承方式一共有三种：
图上的不可访问，不是不会被继承，而是被隐藏了访问不到。证明见下一小节。
#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>
// 父类 / 基类
class Base
{
public:
int m_A;
protected:
int m_B;
private:
int m_C;
};
// public公共继承
class Son1 : public Base
{
void func()
{
m_A = 100; // 父类中的公共权限成员，到子类中依然是公共权限
m_B = 100; // 父类中的保护权限成员，到子类中依然是保护权限
//m_C = 100; // 父类中的私有权限成员，子类访问不到
}
};
void test01 (void)
{
Son1 son;
son.m_A = 200;
//son.m_B = 200; //son对象中的m_B是保护权限，类外访问不到
}
class Son2 : protected Base
{
void func()
{
m_A = 100; // 父类中的公共权限成员，到子类中是保护权限
m_B = 100; // 父类中的保护权限成员，到子类中是保护权限
//m_C = 100; // 父类中的私有权限成员，子类访问不到
}
};
void test02(void)
{
Son2 son;
//son.m_A = 200; //son对象中的m_A是保护权限，类外访问不到
//son.m_B = 200; //son对象中的m_B是保护权限，类外访问不到
}
class Son3 : private Base
{
void func()
{
m_A = 100; // 父类中的公共权限成员，到子类中是私有权限
m_B = 100; // 父类中的保护权限成员，到子类中是私有权限
//m_C = 100; // 父类中的私有权限成员，子类访问不到
}
};
void test03(void)
{
Son3 son;
//son.m_A = 200; //son对象中的m_A是私有权限，类外访问不到
}
int main() {
test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
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。
#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>
// 父类 / 基类
class Base
{
public:
int m_A;
protected:
int m_B;
private:
int m_C;
};
// public公共继承
class Son1 : public Base
{
public:
int m_D;
};
void test01 (void)
{
Son1 son;
// 父类中所有非静态成员属性都会被子类继承下去。
// 父类中私有成员属性，是被编译器给隐藏了，因此是访问不到。而不是没有被继承
cout << "Base大小为:" << sizeof(Base) << endl;
cout << "Son1大小为:" << sizeof(Son1) << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
-------------------------------------------------------------------------------
Base大小为:12
Son1大小为:16
请按任意键继续. . .
总结：子类继承父类中私有成员属性，是被编译器给隐藏了，因此是访问不到。而不是没有被继承
父类中的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。
！！！可利用开发人员命令提示工具查看对象模型。
跳转程序所在盘符：C/D/E/F:
跳转文件路径：cd 具体路径
查看命令：cl /d1 reportSingleClassLayout类名 文件名
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：
#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>
// 父类 / 基类
class Base
{
public:
Base()
{
cout << "Base构造函数" << endl;
}
~Base()
{
cout << "Base析构函数" << endl;
}
};
// public公共继承
class Son : public Base
{
public:
Son()
{
cout << "Son构造函数" << endl;
}
~Son()
{
cout << "Son析构函数" << endl;
}
};
void test01 (void)
{
//Base base;
// 继承中的构造和析构顺序如下：
// 先构造父类，再构造子类
// 先析构子类，再析构父类
Son son;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
--------------------------------------------------------------------
Base构造函数
Son构造函数
Son析构函数
Base析构函数
请按任意键继续. . .
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：当子类和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？
#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>
// 父类 / 基类
class Base
{
public:
Base()
{
m_A = 100;
}
void func()
{
cout << "Base-func调用" << endl;
}
void func(int a)
{
cout << "Base-func重载" << endl;
}
int m_A;
};
// public公共继承
class Son : public Base
{
public:
Son()
{
m_A = 200;
}
void func()
{
cout << "Son-func调用" << endl;
}
int m_A;
};
void test01 (void)
{
Son s1;
// 直接访问，访问的是子类同名成员
cout << s1.m_A << endl;
// 通过作用域，访问的是父类同名成员
cout << s1.Base::m_A << endl;
// 出现同名成员，优先调用子类成员
s1.func();
// 通过作用域，可以访问父类同名成员
s1.Base::func();
// 如果子类中出现和父类同名的成员函数，子类的同名成员会隐藏掉父类中所有同名成员函数（包括所有重载）
// 如果想访问到父类中被隐藏的同名成员函数，需要加作用域
s1.Base::func(100);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
------------------------------------------------------------------------------
200
100
Son-func调用
Base-func调用
Base-func重载
请按任意键继续. . .
1.子类对象可以直接访问到子类中同名成员。
2.子类对象加作用域可以访问到父类同名成员。
3.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。
示例：
#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>
// 父类 / 基类
class Base
{
public:
static void func()
{
cout << "Base-func调用" << endl;
}
static void func(int a)
{
cout << "Base-func重载" << endl;
}
static int m_A;
};
int Base::m_A = 100;
// public公共继承
class Son : public Base
{
public:
static void func()
{
cout << "Son-func调用" << endl;
}
static int m_A;
};
int Son::m_A = 200;
void test01 (void)
{
Son s1;
// 1.通过对象访问
cout << "通过对象访问：" << endl;
cout << "Son 下的m_A = " << s1.m_A << endl;
cout << "Base 下的m_A = " << s1.Base::m_A << endl;
// 2.通过类名访问
cout << "通过类名访问：" << endl;
cout << "Son 下的m_A = " << Son::m_A << endl;
cout << "Base 下的m_A = " << Son::Base::m_A << endl;
}
// 同名静态成员函数
void test02()
{
Son s1;
// 1.通过对象访问
cout << "通过对象访问：" << endl;
s1.func();
s1.Base::func();
// 2.通过类名访问
cout << "通过类名访问：" << endl;
Son::func();
Son::Base::func();
// 子类出现和父类同名静态成员函数，也会隐藏父类中所有同名成员函数
// 如果想访问父类中被隐藏同名成员，需要加作用域
Son::Base::func(100);
}
int main() {
test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
----------------------------------------------------------------------------
通过对象访问：
Son 下的m_A = 200
Base 下的m_A = 100
通过类名访问：
Son 下的m_A = 200
Base 下的m_A = 100
通过对象访问：
Son-func调用
Base-func调用
通过类名访问：
Son-func调用
Base-func调用
Base-func重载
请按任意键继续. . .
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。
#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>
// 父类 / 基类
class Base1
{
public:
Base1()
{
m_A = 100;
}
int m_A;
};
// 父类 / 基类
class Base2
{
public:
Base2()
{
m_A = 200;
}
int m_A;
};
// 父类 / 基类
class Base3
{
public:
Base3()
{
m_C = 300;
}
int m_C;
};
// 语法：class 子类 : 继承方式 父类1, 继承方式 父类2...
class Son : public Base1, public Base2, public Base3
{
public:
Son()
{
m_D = 400;
}
int m_D;
};
void test01 (void)
{
Son s1;
//cout << s1.m_A；// 报错，要指定作用域
cout << s1.Base1::m_A << endl;
cout << s1.Base2::m_A << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
-------------------------------------------------------------------
100
200
请按任意键继续. . .
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着两个派生类。
这种继承被称为菱形继承，或者钻石继承。
菱形继承 也叫 钻石继承。
利用虚继承，解决菱形继承的问题：
#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>
// 父类 / 基类
class Animal
{
public:
int m_Age;
};
// 利用虚继承，解决菱形继承的问题
// 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 Camel : virtual public Animal {};
class SheepCamel : public Sheep, public Camel {};
void test01 (void)
{
SheepCamel s1;
s1.Sheep::m_Age = 100;
s1.Camel::m_Age = 200;
s1.m_Age = 300; // 不加virtual编译会报错
cout << s1.Sheep::m_Age << endl;
cout << s1.Camel::m_Age << endl;
cout << s1.m_Age << endl; // 不加virtual编译会报错
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
---------------------------------------------------------------------------
300
300
300
请按任意键继续. . .
子类不加 virtual时：
子类加 virtual后：
vbptr -> virtual base pointer，虚基类指针。会指向 vbtable，虚基类表，就是图上8的位置。
利用虚继承，解决菱形继承的问题。