【C++】继承

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继承的介绍

继承的概念: 继承机制是面向对象程序设计使代码可以复用 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,产生新的类,称为派生类。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。以前所接触的复用都是函数复用,继承是类设计层次的复用。

继承基类成员访问方式的变化

要点:

  1. 基类private成员在派生类中不管以什么方式继承都是不可见的
  2. 如果要基类成员在类外不能被访问,但是在派生类中可以被访问,就定义为protected
  3. 使用关键字class的默认继承方式为private,使用关键字struct的默认继承方式为public,不过,最好显示的写出继承方式。
  4. 在实际运用中一般都使用public继承,几乎不使用private/protected继承。

基类和派生类对象的赋值转换

向上转换!

  • 派生类的对象可以赋值给 基类的对象/基类的指针/基类的引用。这里有个形象的说法叫做切片或者切割,意思就是把基类的那一部分切下来赋值过去
  • 基类对象不能给派生类对象赋值
  • 基类的指针或者引用可以通过强制类型转换赋值给派生类的指针或者引用。但必须基类的指针指向派生类对象时才是安全的。


继承中的作用域

  1. 在子类和父类中都有自己的作用域
  2. 如果子类和父类有同名成员,那么在访问子类的对应同名成员时,会屏蔽父类的同名成员,这种情况叫做隐藏,也叫重定义。
  3. 注意,如果函数名相同,函数参数不同,构成的也是隐藏,而不是重载(重载需要在同一作用域内)
  4. 在实际的继承体系中最好不要定义实际的同名成员

派生类的默认构造函数

  1. 派生类的构造函数会调用基类的构造函数对基类的那一部分成员进行初始化。如果基类没有默认构造函数,那么要在派生类构造函数的初始化列表显式调用。

  2. 派生类的拷贝构造函数必须调用基类的拷贝构造函数对基类成员进行初始化

  3. 派生类的赋值重载函数必须调用基类的赋值重载函数

  4. 派生类的析构函数完成后会自动调用基类的析构函数对基类成员进行清理

  5. 派生类对象的初始化先调用基类的构造在调用派生类的构造

  6. 因为后续的一些场景析构函数需要构成重写,重写的条件就是函数名相同,编译器会将析构函数的函数名都处理成destructor。所以在不加virtual的情况下,子类的析构函数和父类的析构函数构成隐藏的关系

继承与友元

友元关系不能继承,也就是说父类的友元不能访问基类的私有和保护成员。

继承与静态成员

stati成员不能继承。如果基类定义了一个static成员,则整个继承体系只有这一个成员。无论后续派生出多少类,都只有一个static成员实例。

复杂的菱形继承和菱形虚拟继承

菱形继承存在二义性问题和数据的冗余问题

这样二义性的问题解决了,但数据冗余问题却没有解决。

使用虚拟继承的方法可以解决数据冗余问题。

下面讨论虚拟继承的原理

下面是菱形继承的虚拟对象模型:可以分析得出D对象将A放到了对象组成的最先,这个A同时属于B和C,那么B和C如何找到公共的A呢?这里是通过B和C的两个指针,指向的一张表。这两个指针叫做虚基表指针,这两个表叫做虚基表。虚基表中存了偏移量,通过偏移量可以找到A。

继承的总结和反思

1,很多人说C++语法复杂,继承就是一个体现。有了多继承,就有了菱形继承和菱形虚拟继承。实际应用中不要设计出多继承和菱形继承,否则程序在复杂性和效率上都有一定的损失

2,多继承可以说是C++的缺陷之一,后来很多的语言都没有多继承,比如Java。

3,继承和组合

  • 继承允许你根据基类的实现来定义派生类的实现。这种通过生成派生类的复用通常被称为"白箱复用"。术语"白箱"是相对可视性而言:在继承方式中,基类的内部细节对派生类可见。基层一定程序破坏了基类的封装,基类的改变,对派生类有很大影响。派生类和基类间的依赖关系很强,耦合度高。
  • 对象组合是类继承之外的另一种复用选择。新的更复杂的接口功能可以通过组装或者组合对象来获得。对象组合要求被组合的对象具有良好定义的接口。这种复用的风格称为黑箱复用,对象内部的细节是不可见的。对象只以"黑箱"的方式出现,组合类之间没有很强的依赖关系,耦合度低。优先使用对象组合有利于你保持每个类被封装。
  • 实际进程多去用组合。组合的耦合度低,代码的维护性好。不过继承也有用武之地的,有些关系适合继承,另外要实现多态,也必须要继承。类之间的关系能用组合就用组合,其次再考虑继承。
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