C++ 继承的初步了解

虽然C++中有头文件机制使得代码重用十分高效,但是,文件层面的相互包含(include)仍旧显得太过笨重。
同时,面向对象的编程层次越来越清晰,在万物皆可实例化的时代里,继承的出现就成为必然。

1.继承的定义

在C++语言中,一个派生类可以从一个基类派生,也可以从多个基类派生。从一个基类派生的继承称为单继承;从多个基类派生的继承称为多继承。
这样,采用编程内部的自动化重用机制,是程序的编写和重用,以及对象的描述,更为简洁高效。
也有利于,操作和数据的保护,也有利于源代码的保护。
继承时,子类拥有父类的所有成员,但是会受到一定的访问限制。
同时,子类也可以拥有自己的数据成员,和,修改通过继承得来的成员(函数,数据)。这就暗示着,子类的成员一定多于父类。
语法:
单继承的定义格式如下:

class<派生类名>:<继承方式><基类名>
{
<派生类新定义成员>
};

多继承的定义格式如下:

class<派生类名>:<继承方式1><基类名1>,<继承方式2><基类名2>,…
{
<派生类新定义成员>
};

2.继承的访问控制

继承方式:

public 公有化继承 : 子类将父类的公有成员 和 保护成员 作为自己的公有成员
protected 保护继承 : 子类将父类的公有成员 和 保护成员 作为自己的保护成员
private 私有化继承 : 子类将父类的公有成员 和 保护成员 作为自己的私有成员

子类对父类的访问:

// jPG
一般来说,保护数据成员可以被子类访问而不可被外界访问。事实上,任何成熟的类设计,都不应使用保护成员,而仅仅有 public 和 private。
基类的私有成员即使对自己的子类也保密。就像保险柜里父母年轻时代的情书。

3.继承的各种对象成员初始化和构造顺序(仅考虑对象)

1. 任何虚拟基类的构造函数按照他们被继承的顺序构造
2. 任何非虚拟基类的构造函数按他们被继承的顺序构造
3. 任何成员对象的构造函数按照他们声明的顺序构造
4. 类自己的构造函数

4.继承的构造函数和析构函数

继承不仅仅继承父类的成员属性,也继承父类的成员函数,可以说,子类继承了父类的一切。其构造函数也不例外。

当子类 新定义了构造函数,初始化时就调用子类的相应的构造函数。
若子类 没有定义自己的构造函数,初始化时就调用父类的相应的构造函数。
若父类也没有,就调用父类的父类的相应的构造函数。

即:子类没有的,就向父类找。
子类的构造函数在调用时,在还没有执行构造函数体之前,立即调用基类的构造函数。如果基类的构造函数在初始化列表中,就按照初始化列表的调用形式来;否则,就调用相应基类的构造函数。
基类上面如果还有基类,则会优先调用上面的基类的构造函数。
做完类 的构造,接下来给自身的对象本体分配空间,进而调用对象中对象成员的构造函数,一边调用一边分配空间。有多个对象成员,则按声明顺序调用。
每个构造函数的调用,总是先分配对象本体的空间,给出该空间的this指针。就先一层层盖楼一样,先盖好下面的基类,再盖好当前层的房间(成员),这是一个不断递归的过程。

对象的析构顺序,和对象构造顺序严格相反。

5.多继承

有时候,我们仅仅通过一个类的继承还远远满足不了描述实体的功能,就像沙发床一样,既具有床类的特性,又具有沙发类的特性,而我们又不值得新设计一个类来描述ta,我们可以使用多继承的方法来描述ta。
多继承的格式如下:

class<派生类名>:<继承方式1><基类名1>,<继承方式2><基类名2>,…
{
<派生类新定义成员>
};
这样子类就有了多个父类所具有的一切属性。
但是,问题来了:
当两个父类的函数或成员属性重名时,该怎么办?

有两个方法:
第一个方法是:使用这样的格式:father_class_name::function_or_argument
用父类的名字来区分;
第二个方法是:虚拟继承

6.虚拟继承

事实上,可以在两个父类上面增加一个(祖)父类,来统一两个功能相似或者一样的成员:
床类 和 沙发类 同属于 家具类,家具类 有重量这一属性,就不必在床和沙发类中定义重量。
但是,这样沙发床类在继承父类时,两个父类会分别有一个相同的父类,所得到的重量属性仍旧是两个。

如图:
001.png

这时就要用到——虚拟继承。
其功能大致上是,将两个父类说明继承自同一个父类,拥有共有的属性。

如图:
002.png

其用法如下:

class father1:virtual public grandfather
{
...
}
class father2:virtual public grandfather
{
...
}
class son:public father1,public father2
{
...
}

这样就解决了问题。
但是,一个成熟的类设计,作为经验之谈,应避免多继承

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