继承和派生
- 1.基本概念
- 2.实现公有继承
- 3.私有继承的例子
- 4. 继承和组合
《老九学堂C++课程》《C++ primer》学习笔记。《老九学堂C++课程》详情请到B站搜索《老九零基础学编程C++入门》
-------------简单的事情重复做，重复的事情用心做，用心的事情坚持做(老九君)---------------
1.基本概念
面向对象oop–三大重要特性-- 封装、继承、多态
在C++中，代码重用是通过“继承(inheritance)”机制实现的。
在一个已经存在的类的基础上，再建立一个新类。
从已有的类中派生出新类，派生类就继承了原有类（基类）的特征，包括成员和方法（以后函数就叫方法）
通过继承可以完成的功能-可升级可维护
- 在已有类的基础上增加新的功能，对于数组类，可以添加数学计算–排序
- 给类添加数据成员，对于字符串类，可以派生类，并添加制定成员表示颜色。
- 修改类的方法，对于普通英雄，可以派生出拥有更丰富的技能的近战英雄类
注意：
继承机制只需要提供新的特性，甚至不需要访问源码就可以派生出类
允许在不公开的情况下将自己的类分发给他人，同时允许他们在类中添加新的特性。
程序升级和扩展–非常忌讳的是，修改原有的代码。原来的代码测试通过了，测试实际是一件非常困难的事。
开发一款RPG(Role-playing Gam)游戏
游戏职业：坦克，战士，刺客，法师，射手，辅助
1.0 版本：战士，法师
直接定义英雄类：战士类，法师类–存在相同属性和方法。
把相同的成员和方法封装成基类。
注意：
1.派生类对象存储了基类的数据成员
2.派生类对象可以调用基类的非私有函数
3.派生类需要自己的构造方法
4.派生类根据需要增加额外的成员和方法
继承的继承：称为直接基类和间接基类。
父类的的成员和方法的公有，私有，和受保护三种属性的访问权限：
1.公有权限下，自己和派生类，以及外部都能访问
2.私有权限下，只有自己访问，派生类和外部都无法访问
3.受保护权限下，自己和派生类可以访问，外部无法访问
继承分为公有继承，私有继承，受保护继承。三种方式继承之后子类权限的变化
| 基类成员 | 公有继承 | 私有继承 | 保护继承 |
|---|---|---|---|
| 公有 | 公有 | 私有 | 受保护 |
| 受保护 | 受保护 | 私有 | 受保护 |
| 私有 | 不被继承 | 不被继承 | 不被继承 |
全部继承，不封装基类–公有继承（除了基类的私有成员不继承，其他都是权限不变的继承）is a 关系。
全部继承，完全封装基类–私有继承（庶出，除了基类的私有成员不继承，其他成员继承后权限改成私有) has a关系。使用包含来实现has a ,用继承来实现有点抽象。
全部继承，有选择封装基类–受保护（除了基类的私有成员不继承，其他成员继承后权限被改为受保护模式）
灵活运用面向对象思想的重要体现。
不管使用哪一种继承，派生类都不能访问基类里的私有成员，除非改成protected.
class Emperor
{
private:string[] bueaties; // 后宫佳丽double silvers; // 私房钱
protected:string palace; // 宫殿名称
public：Emperor();~Emperor();string reignTile; // 年号
}
// 子类的继承关系，非实际代码
class FourthSon:public Emperor
{
// 父类私有成员不可见，
protected:string palace; //宫殿名称
public:FourthSon();~FourthSon();string reignTile; // 年号
}
class ThirteenSon:protected Emperor
{
protected: // 外人访问不了，只有自己，友元，以及子类能够访问。string reignTile; // 年号string palace; // 宫殿名称
public:ThirteenSon();~ThirteenSon();
}
class SecondSon: private Emperor
{
private: //仅作说明，只有自己访问string palace; //宫殿名称string reignTile; // 年号
piblic:SecondSon();~SecondSon();
}
2.实现公有继承
掌握公有继承，了解私有继承和受保护继承。
满足is a 关系的可以用继承。
clion 还不会写配置文件，类图生成
类对象在内存中的存储情况
- 在没有继承关系时的内存模型
a）对象的成员变量存在堆内存区/栈内存区，代码存储在公有的成员函数代码区。所有的对象共同享有一段函数代码
b）如果使用sizeof 求类所占空间的大小，只是计算了成员变量的大小，并没有把成员函数也包含在内。 - 有继承关系时的内存模型
a)派生类的内存模型看成是基类成员变量和新增成员变量的总和，所有的成员函数仍然共有另一个区域–代码区。
创建的时候先初始化基类再初始化派生类
释放时先释放派生类再释放基类
demo1: Warrior 公有继承
//main.cpp
#include <iostream>
#include <string>
#include "Hero.h"
#include "Warrior.h"using namespace std;
void HeroTest();
void WarriorTest();
int main()
{// HeroTest();WarriorTest();
}
void HeroTest()
{Hero hero1;cout << hero1 << endl;hero1.Move();Hero * hero2 = new Hero("测试英雄2",999,5000,5000);cout << *hero2 << endl;hero2->Move();//(*hero2).Move(); // 等价调用
}
void WarriorTest(){Warrior warrior1;// 情况1：派生类中没有重新实现move方法，调用父类方法// 情况2：派生类中重新实现move方法，调用子类实现的该方法warrior1.Move();cout << warrior1 << endl;Hero * hero = new Warrior; // 基类指针指向了派生类--标准的多态hero->Move(); // 调用基类的实现delete hero;}
//Hero.h
//
// Created by 陈莹莹 on 2021/3/15.
//#ifndef CHAPTER13_1_HERO_H
#define CHAPTER13_1_HERO_H#include <string>
#include <vector>
#include <list>
#include <iostream>
#include <assert.h>
using namespace std;
class Hero
{
private:string m_NickName;int m_Level;int m_MaxLife;int m_CurrLife;int x;int y;public:Hero();Hero(const string& nickName);Hero(const string& nickName, int level);Hero(const string& nickName, int level, int maxLife, int currLife);void Move();friend ostream& operator<<(ostream& out, const Hero& hero);// friend ostream& operator<<(ostream& out, const* hero);string GetNickName() const{return m_NickName;}int GetLevel() const{return m_Level;}int GetMaxLife() const{return m_MaxLife;}int GetCurrLife() const{return m_CurrLife;}void SetNickName(const string & nickName){this->m_NickName = nickName;}void SetLevel(int level);void SetMaxLife(int maxLife);void SetCurrLife(int currLife);void operation1();
};
#endif //CHAPTER13_1_HERO_H//Hero.cpp
//
// Created by 陈莹莹 on 2021/3/15.
//#include "Hero.h"
#include <string>
#include <vector>
#include <list>
#include <iostream>
#include <assert.h>
#include "Hero.h"
using namespace std;Hero::Hero() : m_NickName("默认英雄"),m_Level(1),m_MaxLife(100),m_CurrLife(100)
{cout << "调用了Hero的默认构造" << endl;
}
//Hero::Hero(const string& nickName):m_NickName(nickName),m_Level(1),m_MaxLife(100),m_CurrLife(100)
//{
//
//}
Hero::Hero(const string& nickName):Hero(nickName,1,100,10)
{cout << "调用了Hero 一个参数版本的构造" << endl;
}
Hero::Hero(const string& nickName, int level):Hero(nickName, level,100,10)
{cout << "调用了Hero 两个参数版本的构造" << endl;
}
Hero::Hero(const string& nickName, int level, int maxLife, int currLife):m_NickName(nickName),m_Level(level),m_MaxLife(maxLife),m_CurrLife(currLife)
{cout << "调用了Hero 四个参数版本的构造" << endl;
}
void Hero::Move()
{// 默认移动cout << "普通英雄" << m_NickName << "正在奔跑在艾泽拉斯大陆上" << endl;
}
ostream& operator<<(ostream& out, const Hero& hero){out << "昵称：" << hero.GetNickName() << "\n";out << "等级：" << hero.GetLevel() << "\n";out << "最大生命：" << hero.GetMaxLife() << "\n";out << "当前生命：" << hero.GetCurrLife() ;return out;
}
void Hero::operation1()
{
}//Warrior.h
//
// Created by 陈莹莹 on 2021/3/16.
//
#ifndef CHAPTER13_1_WARRIOR_H
#define CHAPTER13_1_WARRIOR_H
#include "Hero.h"
// 共有继承-体现了is a 关系
class Warrior : public Hero{
private:int m_PhysicalAttack;
public:Warrior();Warrior(const string& nickName, int phyAttack);void Move(); // 在派生类中实现派生类版本的move方法~Warrior();
};
#endif //CHAPTER13_1_WARRIOR_H
//Warrior.cpp
//
// Created by 陈莹莹 on 2021/3/16.
//
#include "Warrior.h"
Warrior::Warrior() :Hero("默认构造",1,100,100)
{
}
Warrior::Warrior(const string& nickName, int phyAttack):Hero(nickName,1,100,100),m_PhysicalAttack(phyAttack)
{
}
void Warrior::Move()
{// m_NickName没办法过呀,不能访父类的私有属性，需要在将父类中私有成员改为受保护成员//cout << "战士《" << m_NickName << "》"<< "背着一大堆近战武器正在前进。。。"<< endl;cout << "战士《" << GetNickName() << "》"<< "背着一大堆近战武器正在前进。。。"<< endl;
}
Warrior::~Warrior()
{
}
有关基类，派生类构造
- 实例化派生类对象时，首先会创建基类对象(调用基类构造)
- 派生类构造应通过成员初始化列表将基类信息传递给基类构造
- 应该在派生类构造中初始化派生类新增的数据成员
派生类与基类之间特殊关系小结
1.派生类可以使用基类的非私有成员函数(public和protect)
2.基类指针可以在不进行显示类型转换的情况下指向派生类对象
Warrior warrior1("诸葛达摩", 10, 100, 100);
Hero& refHero = warrior1; // 基类引用指向派生类,
Hero* ptrHero = &warrior1; // 基类指针指向派生类对象
Warrior& warrior2 = (Warrior)refHero; // 父类引用/指针需要强制转换成子类引用/指针（前提：父类指针指向子类对象）
//不可以将基类对象的地址赋给派生类引用和对象，即不能进行逆操作
3.可以将派生类对象赋值给基类对象，程序会使用隐式重载赋值运算符
Hero hero = warrior;
hero.move(); //调用父类方法
3.私有继承的例子
没讲完呀，暂且收一收好了
//main.cpp
#include <iostream>
#include "Teacher.h"
void TeacherTest(){Teacher teacher1(8000);// 名字设置没有写完
}
int main()
{TeacherTest();return 0;
}
//Teacher.h
//
// Created by 陈莹莹 on 2021/3/21.
//#ifndef CHAPTER13_1_TEACHER_H
#define CHAPTER13_1_TEACHER_H
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
/** 用来演示私有继承的其中一种用法* 实现组合关系，只能组合一个属性不能组合两个属性* Teacher类中拥有string类型的成员name* */class Teacher :private string{ // teacher 中拥有string类型的成员
private:double salary; // 工资public:Teacher();Teacher(int _salary) : salary(_salary){}double GetSalary(){return salary;}void SetSalary(double salary){this->salary = salary;}// 难点const string& GetName() const{/** Teacher类是由string 类私有派生而来，所以，可以使用强制类型转换，将Teacher类转换成string类* 为了避免调用构造函数创建新的对象，所以强制转换成了string 的引用类型返回* 本方法返回一引用，指向调用本方法的Teacher 对象中继承而来的string对象* */return (const string&)*this; //强转}//using string::length(); //将字符串方法声明为本类的公有方法/*返回当前教师类对象姓名的字符串长度*/int GetLenght(){return string::length();}~Teacher();string nickName; // 使用组合关系实现比较简单的has-a 关系protected:};
#endif //CHAPTER13_1_TEACHER_H4. 继承和组合
一张脸由多个类组合而成，头发的不同总类从父类头发那里继承而来。
继承是is a 纵向关系–狗是哺乳动物，战士是英雄，橘猫是宠物–
组合是has a 横向关系–学生有书包，战士有武器，
继承是C++与C最重要的区别，虽然C++也可以用C语言的编程习惯。
--多态性与虚函数)
-SciPy 简易使用教程)
-sklearn 简易使用教程)
-图神经网络、PyG极简版入门笔记)
-图神经网络GNN简史、不动点建模-笔记)
-图卷积神经网络GCN-笔记)
