C++继承与组合完结

1.继承关系

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

下面这个是一个菱形继承的案例：

提示：在编写代码的时候尽可能的避开菱形继承！！！因为它增加编程复杂度：使用虚继承解决菱形继承问题时，会引入额外的指针（虚基类指针），增加内存和运行时开销，同时构造函数和析构函数的调用顺序也会变得更加复杂。（菱形继承算是一个容易给自己后续编程操作挖的坑）

2.组合：

下面这种就是简单的组合操作：

cpp 复制代码

class  A
{
public:
    int a;

};
class B
{
protected:
    A _a;
};

组合操作与继承操作的不同：

组合对象的保护成员是不能被调用的，但是继承不一样，继承是除了私有成员不可以，保护和公有都可以。

3.继承的总结和反思

很多人说 C++ 语法复杂，其实多继承就是一个体现。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，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。
多继承可以认为是 C++ 的缺陷之一，很多后来的语言都没有多继承，如 java。
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。这种通过生成派生类的复用通常被称为白箱复用 (white-box reuse)。术语 "白箱" 是相对可视性而言：在继承方式中，基类的内部细节对子类可见。继承一定程度破坏了基类的封装，基类的改变，对派生类有很大的影响。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。新的更复杂的功能可以通过组装或组合对象来获得。对象组合要求被组合的对象具有良好定义的接口。这种复用风格被称为黑箱复用 (black-box reuse)，因为对象的内部细节是不可见的。对象只以 "黑箱" 的形式出现。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助于你保持每个类被封装。
- 实际尽量多去用组合。组合的耦合度低，代码维护性好。不过继承也有用武之地，有些关系就适合继承那就用继承，另外要实现多态，也必须要继承。类之间的关系可以用继承，可以用组合，就用组合。

下面这个代码可以帮助理解，继承和组合在什么时候该运用：

cpp 复制代码

// Car和SU7 Car和SU7_Ultra构成is-a的关系
class Car{
protected:
    string _colour = "白色"; // 颜色
    string _num = "陕V00000";  // 车牌号
};

class SU7 : public Car{
public:
    void Drive() {cout << "快" << endl;}
};

class SU7_Ultra : public Car{
public:
    void Drive() {cout << "很快" << 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V00000";  // 车牌号
    Tire _t;  // 轮胎
};

面试题：

什么是菱形继承？菱形继承的问题是什么？
- 菱形继承是一种特殊的多继承场景，存在一个基类，两个派生类都继承该基类，然后又有一个子类同时继承这两个派生类，整体继承关系图类似菱形。例如，基类A，派生类B和C都继承A，类D又同时继承B和C 。
- 问题主要有数据冗余和成员访问二义性。数据冗余是指最终派生类（如D）中会存在多份基类（A）的成员副本，浪费内存；成员访问二义性是当派生类（D）访问从基类（A）继承的同名成员时，编译器无法确定该访问哪一个，导致编译错误。
什么是菱形虚拟继承？如何解决数据冗余和二义性的？
- 菱形虚拟继承是在多继承中，让从公共基类派生的类（如上述例子中的B和C）以虚拟继承的方式继承公共基类（A）。在 C++ 中，使用virtual关键字来修饰继承关系，如class B : virtual public A 。
- 它通过引入虚基类表指针，在最终派生类（D）中只保留一份公共基类（A）的成员，从而解决数据冗余；同时，在访问公共基类成员时，不会因有多份副本而产生二义性。
继承和组合的区别？什么时候用继承？什么时候用组合？
- 区别：继承是is - a关系，派生类对象也是基类对象，基类内部细节对子类可见，破坏了基类封装，派生类和基类耦合度高；组合是has - a关系，一个类包含另一个类的对象，对象内部细节不可见，组合类之间耦合度低。
- 使用场景：当类之间存在明显的层次关系，且需要实现多态时，适合用继承；当需要复用其他类的功能，且希望保持类之间的独立性，降低耦合度，或者不想破坏类的封装性时，优先使用组合。
选C

浅拷贝就是；两个指针指向同一个空间

深拷贝：就是把原始数据重新拷一份，让新的指针指向新的空间