C++学习笔记（十五）

继承

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

1. 继承的基本语法

例如我们看到很多的网站中，都有公共的头部、公共的底部、甚至公共的左侧列表，只有中心内容不同，接下来分别使用普通写法和继承写法来实现网页中的内容

普通写法（98行）：

#include <iostream>using namespace std;// Java网页
class Java
{
public:void header(){cout << "首页、公开课、登录、注册...(公共头部)" << endl;}void footer(){cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;}void left(){cout << "Java、Python、C++...(公共左侧列表)" << endl;}void content(){cout << "Java视频..." << endl;}
};// Python网页
class Python
{
public:void header(){cout << "首页、公开课、登录、注册...(公共头部)" << endl;}void footer(){cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;}void left(){cout << "Java、Python、C++...(公共左侧列表)" << endl;}void content(){cout << "Python视频..." << endl;}
};// C++网页
class CPP
{
public:void header(){cout << "首页、公开课、登录、注册...(公共头部)" << endl;}void footer(){cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;}void left(){cout << "Java、Python、C++...(公共左侧列表)" << endl;}void content(){cout << "C++视频..." << endl;}
};void test()
{Java ja;ja.header();ja.footer();ja.left();ja.content();cout << "---------------------------------" << endl;Python py;py.header();py.footer();py.left();py.content();cout << "---------------------------------" << endl;CPP cpp;cpp.header();cpp.footer();cpp.left();cpp.content();	
}int main(int argc, char* argv[])
{test();return 0;
}

继承写法（80行）：

#include <iostream>using namespace std;// 公共页面
class BasePage
{
public:void header(){cout << "首页、公开课、登录、注册...(公共头部)" << endl;}void footer(){cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;}void left(){cout << "Java、Python、C++...(公共左侧列表)" << endl;}
};// Java网页
class Java :public BasePage
{
public:void content(){cout << "Java视频..." << endl;}
};// Python网页
class Python :public BasePage
{
public:void content(){cout << "Python视频..." << endl;}
};// C++网页
class CPP :public BasePage
{
public:void content(){cout << "C++视频..." << endl;}
};void test()
{Java ja;ja.header();ja.footer();ja.left();ja.content();cout << "---------------------------------" << endl;Python py;py.header();py.footer();py.left();py.content();cout << "---------------------------------" << endl;CPP cpp;cpp.header();cpp.footer();cpp.left();cpp.content();	
}int main(int argc, char* argv[])
{test();return 0;
}

总结：

继承的好处：可以减少重复代码

语法：class A :public B

A类称为子类也称为派生类

B类称为父类也称为基类

派生类中的成员，包含两大部分：

一类是从基类继承过来的，一类是自己增加的成员

从基类继承过来的表现其共性，二新增的成员体现了其个性

2. 继承方式

继承的语法： class 子类 :继承方式父类

继承的方式一种有三种：

1. 公共继承

2. 保护继承

3. 私有继承

3. 继承中的对象模型

父类中的私有成员也是被子类继承下去了，只是由编译器给隐藏后访问不到

利用开发人员命令提示工具查看对象模型

1. 找到要查看的类的文件所在的路径

2. cd到此路径下

3. 查看类的名字和文件的名字

4. cl /d1 reportSingleClassLayout类名文件名

4. 继承中构造和析构的顺序

子类继承父类后，当创建子类对象，也会调用父类的构造函数

问题：子类和父类的构造和析构顺序是谁先谁后

#include <iostream>using namespace std;class Dad
{
public:Dad(){cout << "父类的构造函数......" << endl;}~Dad(){cout << "父类的析构函数......" << endl;}
};class Son :public Dad
{
public:Son(){cout << "子类的构造函数......" << endl;}~Son(){cout << "子类的析构函数......" << endl;}
};void test()
{Son son;
}int main(int argc, char* argv[])
{test();return 0;
}

总结：继承中先调用父类的构造函数，再调用子类的构造函数，析构顺序与构造相反

5. 继承同名成员的处理方式

问题：当子类与父类出现同名的成员，如何通过子类对象，访问到子类或者父类中同名的数据呢？

访问子类同名成员直接访问即可

访问父类同名成员需要加作用域

#include <iostream>using namespace std;class Dad
{
public:int m_a;Dad(){m_a = 10;}void func(){cout << "Dad中func()的调用..." << endl;}void func(int a){cout << "Dad中func(int a)的调用..." << endl;}
};class Son :public Dad
{
public:int m_a;Son(){m_a = 20;}void func(){cout << "Son中func()的调用..." << endl;}
};void test()
{Son son;cout << son.m_a << endl; // 直接调用 调用的是子类中的同名成员属性cout << son.Dad::m_a << endl; // 调用父类中的同名成员属性需要加作用域son.func(); // 直接调用 调用的是子类中的同名成员函数son.Dad::func(); // 调用父类中的同名成员函数需要加作用域// 如果子类中出现和父类同名的成员函数，子类的同名成员函数会隐藏掉父类中所有同名成员函数// 如果想访问到父类中被隐藏的同名成员函数，需要加作用域son.Dad::func(100);
}int main(int argc, char* argv[])
{test();return 0;
}

总结：

1. 子类对象可以直接访问到子类中同名成员

2. 子类对象加作用域可以访问到父类同名成员

3. 当子类和父类拥有同名的成员函数，子类会隐藏父类中同名成员函数，加作用域可以访问到父类中同名函数

6. 继承同名静态成员处理方式

问题：继承中同名的静态成员在子类对象上如何进行访问

静态成员和非静态成员出现同名，处理方式一致

访问子类同名成员直接访问即可

访问父类同名成员需要加作用域

#include <iostream>using namespace std;class Dad
{
public:static int m_a;static void func(){cout << "Dad:static void func()" << endl;}static void func(int a){cout << "Dad:static void func(int a)" << endl;}
};
int Dad::m_a = 100;class Son :public Dad
{
public:static int m_a;static void func(){cout << "Son:static void func()" << endl;}
};
int Son::m_a = 200;
void test()
{// 1. 通过对象访问cout << "通过对象访问:" << endl;Son son;cout << "Son中的m_a=" << son.m_a << endl;cout << "Dad中的m_a=" << son.Dad::m_a << endl;// 2. 通过类名访问cout << "通过类名访问:" << endl;cout << "Son中的m_a=" << Son::m_a << endl;// 第一个::代表通过类名方式访问 第二个::代表访问父类作用域下cout << "Dad中的m_a=" << Son::Dad::m_a << endl;// 1. 通过对象访问cout << "通过对象访问:" << endl;son.func();son.Dad::func();son.Dad::func(100);// 2. 通过类名访问Son::func();// 第一个::代表通过类名方式访问 第二个::代表访问父类作用域下Son::Dad::func();Son::Dad::func(100);
}int main(int argc, char* argv[])
{test();return 0;
}

7. 多继承语法

C++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

#include <iostream>using namespace std;class Base1
{
public:int m_a;int m_b;Base1(){m_a = 100;m_b = 200;}
};class Base2
{
public:int m_a;int m_c;Base2(){m_a = 1000;m_c = 300;}
};class Son :public Base1, public Base2
{
public:int m_d;Son(){m_d = 400;}
};void test()
{Son s;cout << "Base1:m_a=" << s.Base1::m_a << endl;cout << "Base2:m_a=" << s.Base2::m_a << endl;cout << "m_b=" << s.m_b << endl;cout << "m_c=" << s.m_c << endl;cout << "m_d=" << s.m_d << endl;
}int main(int argc, char* argv[])
{test();return 0;
}

总结：多继承如果父类中出现了同名的情况，子类使用时需要加作用域

8. 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这两个类

这种继承被称为菱形继承，或者钻石继承

菱形继承的问题：

1. 羊继承了动物的数据，驼也继承了动物的数据，当草泥马使用数据时，就会产生二义性

2. 草泥马继承自动物的数据继承了两份，但其实这份数据只需要一份就可以

#include <iostream>using namespace std;// 动物类
class Animal
{
public:int m_age;
};// 羊类
class Sheep:public Animal{};// 驼类
class Camel:public Animal{};// 羊驼类
class Alpaca :public Sheep, public Camel{};void test()
{Alpaca alpaca;alpaca.Sheep::m_age = 18;alpaca.Camel::m_age = 28;// 当菱形继承时，两个父类拥有相同数据，需要加以作用域进行区分cout << "alpaca.Sheep::m_age = " << alpaca.Sheep::m_age << endl; // 18cout << "alpaca.Camel::m_age = " << alpaca.Camel::m_age << endl; // 28
}int main(int argc, char* argv[])
{test();return 0;
}

这份数据只要一份就可以，菱形继承导致数据有两份，产生资源浪费

利用虚继承可以解决菱形继承的问题

在继承之前加上关键字virtual变成虚继承

Animal类被称为虚基类

#include <iostream>using namespace std;// 动物类
class Animal
{
public:int m_age;
};// 羊类
class Sheep:virtual public Animal{};// 驼类
class Camel:virtual public Animal{};// 羊驼类
class Alpaca :public Sheep, public Camel{};void test()
{Alpaca alpaca;alpaca.Sheep::m_age = 18;alpaca.Camel::m_age = 28;// 当菱形继承时，两个父类拥有相同数据，需要加以作用域进行区分cout << "alpaca.Sheep::m_age = " << alpaca.Sheep::m_age << endl; // 28cout << "alpaca.Camel::m_age = " << alpaca.Camel::m_age << endl; // 28cout << "m_age = " << alpaca.m_age << endl; // 28
}int main(int argc, char* argv[])
{test();return 0;
}