浅谈C++|类的继承篇

引子：

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。

一.继承基本语法

语法：class 子类:继承方式 父类

优点：减少重复代码

子类也叫派生类，父类也叫基类

代码:

#include <iostream>
using namespace std;
class person {   //定义person基类
public:
	int age;
	int height;
	int weight;
	string name;

	void show() {
		cout << "age=" << age << endl;
		cout << "height=" << height << endl;
		cout << "weight=" << weight << endl;
		cout << "name=" << name << endl;
	}
};

class women :public person {
public:
	string xingbie;
	void shou_x() {
		cout << "xingbie=" << xingbie<<endl;
	}
};

void fun() {
	women p;
	p.age = 18;
	p.height = 180;
	p.name = "tom";
	p.weight = 160;
	p.xingbie = "女";
	p.show();
	p.shou_x();
}
int main() {
	fun();
	return 0;
}

派生类中的成员，包含两大部分:

1.类是从基类继承过来的，-类是自己增加的成员。

2.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。

二.继承方式

继承方式：

public： 公有继承

protected：保护继承

private： 私有继承

代码：

#include <iostream>
using namespace std;
class father {
public:
	int A;
protected:
	int B;
private:
	int C;
};

class son1 :public father {    //公有继承
public:
	void fun() {
		cout << "A=" << A << endl;  //公有变为公有
		cout << "B=" << B << endl;  //保护变为保护
		//cout << "C=" << C << endl;//私有不可访问
	}
};

class son2 :protected father {    //保护继承
public:
	void fun() {
		cout << "A=" << A << endl;  //公有变为保护
		cout << "B=" << B << endl;  //保护变为保护
		//cout << "C=" << C << endl;//私有不可访问
	}
};


class son3 :private father {    //私有继承
public:
	void fun() {
		cout << "A=" << A << endl;  //公有变为私有
		cout << "B=" << B << endl;  //保护变为私有
		//cout << "C=" << C << endl;//私有不可访问
	}
};


void fun() {
	son1 p1;
	son2 p2;
	son3 p3;
	p1.A = 10;
	p1.fun();
}
int main() {
	fun();
	return 0;
}

私有成员全不见，公不变，保全保，私全私。

三.继承中的对象模型

继承中，基类私有变量虽然访问不到，但是已经被继承，只是被隐藏了。

代码：

#include <iostream>
using namespace std;
class father {
public:
	int A;
protected:
	int B;
private:
	int C;
};
class son :private father {
public:
	int age;
};
int main() {
	cout << sizeof(son) << endl;
	return 0;
}

四.继承构造和析构顺序

子类继承父类时，会先创建一个父类。析构的顺序和构造顺序正好相反。

代码：

#include <iostream>
using namespace std;
class father {
public:
	father() {
		cout << "father的构造哈数" << endl;
	}
	~father() {
		cout << "father的析构函数" << endl;
	}
};
class son :public father {
public:
	son() {
		cout << "son的构造函数" << endl;
	}
	~son() {
		cout << "son的析构函数" << endl;
	}
};
void fun() {
	son a;
}
int main() {
	fun();
	return 0;
}

五.继承同名成员处理方式

当基类中的成员变量以及成员函数，和派生类的成员变量和函数重名时，基类默认调用派生类的成员函数和成员变量。要想调用基类的成员函数和成员变量，需要加上基类的作用域；

代码：

#include <iostream>
using namespace std;
class father {
public:
	int A;
	father() {
		A = 999;
	}
	void fun() {
		cout << "father的fun调用" << endl;
	}
	void fun(int a) {
		cout << "father的fun调用" << ' ' << a << endl;
	}
};
class son :public father{
public:
	int A;
	son() {
		A = 99;
	}
	void fun() {
		cout << "son的fun调用" << endl;
	}
	void fun(int a) {
		cout << "father的fun调用" << ' ' << a << endl;
	}
};
void fun() {
	son p;
	cout << "son" << ' ' << p.A << endl;
	cout << "father" << ' ' << p.father::A << endl;
	p.fun();
	p.fun(11);
	p.father::fun();
	p.father::fun(90);
}
int main() {
	fun();
	return 0;
}

如果派生类中出现和基类重名的成员函数，那么派生类会隐藏基类全部重名的成员函数。需要注意的是，本来可以按照函数重载区分，却被派生类隐藏的情况：

代码：

#include <iostream>
using namespace std;
class father {
public:
	int A;
	father() {
		A = 999;
	}
	
	void fun() {
		cout << "father的fun调用" << endl;
	}
	void fun(int a,int b) {
		cout << "father的fun调用" << ' ' << a << endl;
	}
};
class son :public father{
public:
	int A;
	son() {
		A = 99;
	}
	void fun() {
		cout << "son的fun调用" << endl;
	}
};
void fun() {
	son p;
	cout << "son" << ' ' << p.A << endl;
	cout << "father" << ' ' << p.father::A << endl;
	p.fun();
	p.fun();
	p.father::fun();
	//p.fun(90,89);//报错
	p.father::fun(89, 123);
}
int main() {
	fun();
	return 0;
}

六.继承同名static成员处理方式

当重名的成员变量和函数是static时，需要注意通过类名来调用的方式

代码：

#include <iostream>
using namespace std;
class father {
public:
	static int A;
	static void fun() {
		cout << "father的fun调用" << endl;
	}
	void fun(int a) {
		cout << "father的fun调用" << a<<' ' << endl;
	}
};
int father::A=10;   //static成员变量，类内声明，类外定义
class son :public father {
public:
	static int A;
	static void fun() {
		cout << "son的fun调用" << endl;
	}
};
int son::A = 20;
void fun() {
	son p;
	//1.利用对象调用成员变量和函数
	cout << p.A << endl;
	cout << p.father::A << endl;
	p.fun();
	p.father::fun();

	cout << "**************************" << endl;
	//2.利用类名调用成员变量和函数
	cout << son::A << endl;
	cout << father::A << endl;
	cout << son::father::A << endl;   

	son::fun();
	father::fun();
	son::father::fun();    
	//father::fun(10);  //报错,此方法只能调用static类型


}
int main() {
	fun();
	return 0;
}

七.多继承语法

C++中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

代码：

#include <iostream>
using namespace std;
class base1 {
public:
	int A;
	base1() {
		A = 10;
		cout << "base1构造函数调用" << endl;
	}
};


class base2 {
public:
	int A;
	base2() {
		A = 20;
		cout << "base2构造函数调用" << endl;
	}
};

class son :public base1, public base2 {
public:
	int B;
	int C;
	son() {
		B = 100;
		C = 200;
		cout << "son构造函数调用" << endl;
	}
};

void fun() {
	son b;
	cout << b.base1::A << endl;
	cout << b.base2::A << endl;
	cout << b.B << endl;
	cout << b.C << endl;
}
int main() {
	fun();
	return 0;
}

注意构造函数的调用顺序，父亲1先调用，父亲2再调用，最后son调用
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。

八.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

1.羊继承了动物的数据，驼同样继承了动物的数据，当羊驼使用数据时，就会产生二义性。

2.羊驼将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---份就可以。

代码：

#include <iostream>
using namespace std;
class dongwu {
public:
	int A;
};
class yang :public dongwu {};
class tuo:public dongwu {};
class son :public tuo, public yang {};
void fun() {
	son p;
	p.yang::A = 100;
	p.tuo::A = 200;
	//当菱形继承，两个父亲拥有相同名的成员时，要加作用域加以区分；
	cout << p.yang::A << endl;
	cout << p.tuo::A << endl;
}
int main() {
	fun();
	return 0;
}

此时的继承情况是,这样的。

利用虚继承，可以解决菱形继承的问题（两份相同的数据，浪费内存）

代码：

#include <iostream>
using namespace std;
class dongwu {
public:
	int A;
};
//virtual虚继承，dongwu称为虚基类
class yang :virtual public dongwu {};
class tuo:virtual public dongwu {};
class son :public tuo, public yang {};
void fun() {
	son p;
	yang p1;
	tuo p2;
	p.yang::A = 100;
	p.tuo::A = 200;
	p1.A = 90;
	p2.A = 190;
	//当菱形继承，两个父亲拥有相同名的成员时，要加作用域加以区分；
	cout << p.yang::A << endl;
	cout << p.tuo::A << endl;
	cout << p1.A << endl;
	cout << p2.A << endl;

}
int main() {
	fun();
	return 0;
}

继承时只继承一份，此时son继承的是两个虚基类表的指针，虚基类表中存储的是到成员的偏移量。
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