C++流类继承关系

Yungoal2026-03-15 10:22

图示

ios和 iostream不是缩写，而是不同的类！

ostream继承关系

复制代码

std::ios
             |
         std::ostream
             |
     ╭──────┼─────────╮
     ↓       ↓         ↓
std::cout  std::cerr  std::ofstream
(stdout)  (stderr)    (文件)

std::ostream是基类（输出流基类）
std::cout、std::cerr、std::ofstream等都是它的派生类
基类引用可以绑定到任何派生类对象

在函数中定义一个ostream参数为基类，实际调用时，传入它的派生类，最终行使派生类的输出效果

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <sstream>

void writeToStream(std::ostream& os, const std::string& message) {
    // 此函数接收一个基类引用
    os << message;  // 这里调用的是虚函数，实际执行派生类的operator<<
}

int main() {
    // 1. 绑定到标准输出 (cout 是 ostream 的派生类对象)
    writeToStream(std::cout, "Hello, Console!\n");
    
    // 2. 绑定到文件输出流
    std::ofstream file("output.txt");
    writeToStream(file, "Hello, File!\n");
    
    // 3. 绑定到字符串流
    std::ostringstream ss;
    writeToStream(ss, "Hello, String Stream!");
    std::cout << "String stream contains: " << ss.str() << std::endl;
    
    return 0;
}

多重继承

一个类同时继承多个基类

cpp 复制代码

#include <iostream>

// 基类1
class 打印机 {
public:
    void 打印() {
        std::cout << "打印文档" << std::endl;
    }
};

// 基类2
class 扫描仪 {
public:
    void 扫描() {
        std::cout << "扫描文档" << std::endl;
    }
};

// 多重继承
class 多功能一体机 : public 打印机, public 扫描仪 {
public:
    void 复印() {
        扫描();
        打印();
        std::cout << "复印完成" << std::endl;
    }
};

int main() {
    多功能一体机 设备;
    
    设备.打印();  // 从打印机继承
    设备.扫描();  // 从扫描仪继承
    设备.复印();  // 自身方法
    
    return 0;
}

菱形继承问题

爸爸继承爷爷

妈妈继承爷爷

我继承爸爸和妈妈

结果：我有两个爷爷

虚继承

虚继承就是专门为解决菱形继承问题而设计的

爸爸虚继承爷爷

妈妈虚继承爷爷

我继承爸爸和妈妈

结果：我共享一个爷爷

当多个类需要共享同一个基类的状态时采用虚继承