从本章开始,我们已经达到了C++的入门水平,开始向进阶进发,而本章则是介绍学习C++的继承
class Person
{
public:
void Print()
{
cout << "name:" << _name << endl;
cout << "age:" << _age << endl;
}
protected:
string _name = "peter"; // 姓名
int _age = 18; // 年龄
};
// 继承后父类的Person的成员(成员函数+成员变量)都会变成子类的一部分。这里体现出了Student和
//Teacher复用了Person的成员。下面我们使用监视窗口查看Student和Teacher对象,可以看到变量的复用。
//调用Print可以看到成员函数的复用。
class Student : public Person
{
protected:
int _stuid; // 学号
};
class Teacher : public Person
{
protected:
int _jobid; // 工号
};
int main()
{
Student s;
Teacher t;
s.Print();
t.Print();
return 0;
}
Person是父类,也称作基类;Student是子类,也称作派生类
类成员/继承方式 | public继承 | protected继承 | private继承 |
---|---|---|---|
基类的public成员 | 派生类的public成员 | 派生类的protected成 员 | 派生类的private成 员 |
基类的protected成 员 | 派生类的protected成 员 | 派生类的protected成 员 | 派生类的private成 员 |
基类的private成员 | 在派生类中不可见 | 在派生类中不可见 | 在派生类中不可见 |
派生类对象可以赋值给基类的对象/基类的指针/基类的引用,也叫切片或者切割,即把派生类中父类那部分切来赋值过去 基类对象不能赋值给派生类对象基类的指针,但可以通过强制类型转换赋值给派生类的指针
class Person
{
protected:
string _name; // 姓名
string _sex; // 性别
int _age; // 年龄
};
class Student : public Person
{
public:
int _No; // 学号
};
void Test()
{
Student sobj;
// 1.子类对象可以赋值给父类对象/指针/引用
Person pobj = sobj;
Person* pp = &sobj;
Person& rp = sobj;
//2.基类对象不能赋值给派生类对象
//sobj = pobj;err
// 3.基类的指针可以通过强制类型转换赋值给派生类的指针
pp = &sobj;
Student * ps1 = (Student*)pp; // 这种情况转换时可以的
ps1->_No = 10;
pp = &pobj;
Student* ps2 = (Student*)pp; // 这种情况转换时虽然可以,但是会存在越界访问的问题
ps2->_No = 10;
}
注:在同一作用域函数名相同参数不同,为函数重载
class Person
{
protected:
string _name = "小李子"; // 姓名(缺省参数)
int _num = 111; // 身份证号
};
class Student : public Person
{
public:
void Print()
{
cout << " 姓名:" << _name << endl;
cout << " 身份证号:" << Person::_num << endl;//名称相同构成隐藏,需要显示调用
cout << " 学号:" << _num << endl;
}
protected:
int _num = 999; // 学号
};
void Test()
{
Student s1;
s1.Print();
};
class A
{
public:
void fun()
{
cout << "func()" << endl;
}
};
class B : public A
{
public:
void fun(int i)
{
A::fun();//显示调用隐藏的父类函数
cout << "func(int i)->" << i << endl;
}
};
void Test()
{
B b;
b.fun(10);
};
注:“默认”即指我们不写,编译器会自动生成
class Person
{
public:
Person(const char* name="Peter")
: _name(name)
{
cout << "Person()" << endl;
}
Person(const Person& p)
: _name(p._name)
{
cout << "Person(const Person& p)" << endl;
}
Person& operator=(const Person& p)
{
cout << "Person operator=(const Person& p)" << endl;
if (this != &p)
_name = p._name;
return *this;
}
~Person()
{
cout << "~Person()" << endl;
}
protected:
string _name; // 姓名
};
class Student : public Person
{
public:
Student(const char* name, int num)
: Person(name)
, _num(num)
{
cout << "Student()" << endl;
}
Student(const Student& s)
: Person(s)
, _num(s._num)
{
cout << "Student(const Student& s)" << endl;
}
Student& operator = (const Student& s)
{
cout << "Student& operator= (const Student& s)" << endl;
if (this != &s)
{
Person::operator =(s);
_num = s._num;
}
return *this;
}
~Student()
{
cout << "~Student()" << endl;
}
protected:
int _num; //学号
};
void Test()
{
Student s1("jack", 18);
Student s2(s1);
Student s3("rose", 17);
s1 = s3;
}
注:默认构造函数:无参的构造函数,编译器自动生成的构造函数,全缺省的构造函数
注:如果不调用,系统会自动调用父类的默认构造函数
注:调用基类的拷贝构造运用了切片操作
注:这里的调用赋值同样也是切片操作,如果不主动调用父类赋值重载,则不会完成父类的赋值
注:一般不自行去主动调用基类的析构函数,不然可能会造成错误
友元关系不能继承,即基类友元不能访问子类私有和保护成员(友元只是单向的,无法传递和继承)
class Student;
class Person
{
public:
friend void Display(const Person& p, const Student& s);
protected:
string _name; // 姓名
};
class Student : public Person
{
protected:
int _stuNum; // 学号
};
void Display(const Person& p, const Student& s)
{
cout << p._name << endl;
cout << s._stuNum << endl;
}
基类定义了static静态成员,则整个继承体系里面只有一个这样的成员,无论派生出多少个子类,都只有一个static成员实例
class Person
{
public:
Person()
{
++_count;
}
protected:
string _name; // 姓名
public:
static int _count; // 统计人的个数
};
int Person::_count = 0;
class Student : public Person
{
protected:
int _stuNum; // 学号
};
class Graduate : public Student
{
protected:
string _seminarCourse; // 研究科目
};
void TestPerson()
{
Student s1;
Student s2;
Student s3;
Graduate s4;
cout << " 人数 :" << Person::_count << endl;
Student::_count = 0;
cout << " 人数 :" << Person::_count << endl;
}
一个子类只有一个直接父类时称这个继承关系为单继承
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
菱形继承是多继承的一种特殊情况
从下面的对象成员模型构造,可以看出菱形继承有数据冗余和二义性的问题:在Assistant的对象中Person成员会有两份
class Person
{
public:
string _name; // 姓名
};
class Student : public Person
{
protected:
int _num; //学号
};
class Teacher : public Person
{
protected:
int _id; // 职工编号
};
class Assistant : public Student, public Teacher
{
protected:
string _majorCourse; // 主修课程
};
void Test()
{
// 这样会有二义性无法明确知道访问的是哪一个
Assistant a;
a._name = "peter";
// 需要显示指定访问哪个父类的成员可以解决二义性问题,但是数据冗余问题无法解决
a.Student::_name = "xxx";
a.Teacher::_name = "yyy";
}
虚拟继承可以解决菱形继承的二义性和数据冗余的问题
注:虚拟继承不要在其他地方使用
class Person
{
public:
string _name; // 姓名
};
class Student : virtual public Person
{
protected:
int _num; //学号
};
class Teacher : virtual public Person
{
protected:
int _id; // 职工编号
};
class Assistant : public Student, public Teacher
{
protected:
string _majorCourse; // 主修课程
};
void Test()
{
Assistant a;
a._name = "peter";
}
这里可以分析出D对象中将A放到的了对象组成的最下面,这个A同时属于B和C,这里是通过B和C的两个指针,指向的一张表(这两个指针叫虚基表指针,这两个表叫虚基表),虚基表中储存的是当前父类变量距离祖父类变量的偏移量, 通过偏移量可以找到祖父类变量
// Car和BMW Car和Benz构成is-a的关系
class Car {
protected:
string _colour = "白色"; // 颜色
string _num = "陕ABIT00"; // 车牌号
};
class BMW : public Car {
public:
void Drive() { cout << "好开-操控" << endl; }
};
class Benz : public Car {
public:
void Drive() { cout << "好坐-舒适" << 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ABIT00"; // 车牌号
Tire _t; // 轮胎
};
一个子类继承了两个父类,而这两个父类又继承了一个相同的类,这样的继承关系如同菱形
存在数据冗余和二义性的问题
用来解决菱形继承的数据冗余和二义性
菱形虚拟继承会让父类生成一张虚基表,并将虚基表的地址存在其成员变量中,虚基表中存储了其父类成员变量距离该基表的距离,根据距离找到其父类变量,并且两份虚基表共同指向一份父类变量
如果类型之间关系符合强相关的,或者需要实现多态的,用继承 如果类型之间关系符合弱相关的,或者继承和组合都可以使用的,用组合