文章目錄

• 13 繼承
• • 13.1 繼承的基本語法
  • 13.2 繼承方式
  • 13.3 繼承的對象模型
  • 13.4 繼承中構造和析構順序
  • 13.5 繼承同名成員處理方式
  • 13.6 繼承同名靜態成員處理方式
  • 13.7 多繼承語法
  • 13.8 菱形繼承

13 繼承

繼承是面向對象三大特性之一。有些類和類之間存在特殊的關系，如下圖所示：

我們發現，定義這些類的時候，每個子節點都有父節點的特性，且有自己的特性。如果在定義類的時候，有諸如以上的關系，那么我們在C++中和Java中都可以采用繼承的方式來簡化代碼。

13.1 繼承的基本語法

繼承的語法是class 子類類名:繼承方式 父類類名。讓我們看一下下面的例子：

#include <iostream> using namespace std;//class Java //{ //public: // void header() // { // cout << "首頁、公開課、登錄、注冊...公共頭部" << endl; // } // void footer() // { // cout << "幫助中心、交流合作、站內地圖...(公共底部)" << endl; // } // void left() // { // cout << "Java、Python、C++、...(公共分類列表)" << endl; // } // void content() // { // cout << "Java學科視頻" << endl; // } //}; // //class Python //{ //public: // void header() // { // cout << "首頁、公開課、登錄、注冊...公共頭部" << endl; // } // void footer() // { // cout << "幫助中心、交流合作、站內地圖...(公共底部)" << endl; // } // void left() // { // cout << "Java、Python、C++、...(公共分類列表)" << endl; // } // void content() // { // cout << "Python學科視頻" << endl; // } //}; // //class CPP //{ //public: // void header() // { // cout << "首頁、公開課、登錄、注冊...公共頭部" << endl; // } // void footer() // { // cout << "幫助中心、交流合作、站內地圖...(公共底部)" << endl; // } // void left() // { // cout << "Java、Python、C++、...(公共分類列表)" << endl; // } // void content() // { // cout << "C++學科視頻" << endl; // } //};//繼承公共頁面 class BasePage { public:void header(){cout << "首頁、公開課、登錄、注冊...公共頭部" << endl;}void footer(){cout << "幫助中心、交流合作、站內地圖...(公共底部)" << endl;}void left(){cout << "Java、Python、C++、...(公共分類列表)" << endl;} };//Java頁面 class Java :public BasePage { public :void content() {cout << "Java學科視頻" << endl;} };//Java頁面 class Python :public BasePage { public:void content(){cout << "Python學科視頻" << endl;} };//C++頁面 class CPP :public BasePage { public:void content(){cout << "C++學科視頻" << endl;} };void test01() {cout << "Java 下載視頻頁面如下：" << endl;Java java;java.header();java.footer();java.left();java.content();cout << "Python 下載視頻頁面如下：" << endl;Python python;python.header();python.footer();python.left();python.content();cout << "C++ 下載視頻頁面如下：" << endl;CPP cpp;cpp.header();cpp.footer();cpp.left();cpp.content(); }int main() {test01(); }

子類有時候也叫派生類，而父類有時候也叫基類。

繼承的使用如果是對于學習過Java的人來說是非常簡單的，但不同于Java的是，其并不是像Java一樣是單繼承而是多繼承，這個觀點我們在后面持續提到，不用著急。

13.2 繼承方式

我們已經知道繼承的語法怎么使用了，但是我們對繼承的方式還是了解頗淺，在這一小節中，讓我們看下繼承有哪些方式吧。

繼承的方式一共有三類：

• 公共繼承
• 保護繼承
• 私有繼承

讓我們看一下繼承方式的示意圖：

對于父類私有的東西，子類無論如何繼承都無法得到，這是其一；除了私有權限的東西，其他的都好說，如果是公共繼承，那么子類會將父類的公有屬性和保護屬性繼承，并且不變其權限；如果是保護繼承，那么在繼承父類除私有屬性外，其他屬性一律變為子類保護屬性；同樣地，如果是私有繼承，那么在繼承父類除私有屬性外，其他屬性一律變為子類私有屬性。

#include <iostream> using namespace std;//繼承方式 //公共繼承 class Base1 { public:int m_A; protected:int m_B; private:int m_C; };class Son1 :public Base1 { public:void func() {m_A = 10;//父類中的公共權限成員，到子類中依然是公共權限m_B = 10;//父類中的保護權限成員，到了子類中依然是保護權限//m_C = 10;不可訪問，父類中的私有權限成員，子類繼承不了} };void test01() {Son1 s1;s1.m_A;//公共權限類內可訪問，類外也可訪問//s1.m_B;保護權限類內可訪問，類外不可訪問 }//保護繼承 class Base2 { public:int m_A; protected:int m_B; private:int m_C; };class son2 :protected Base2 { public:void func() {m_A = 100;//父類中公共成員，到了子類中變成保護權限m_B = 100;//父類中保護成員，到了子類中變成了保護權限//m_C = 100;即使是保護繼承，子類依然得不到父類私有成員} };void test02() {son2 s2;//s2.m_A = 100;//在son2中m_A變為保護權限，因此類外訪問不到//s2.m_B = 100;//與上面同理，不多解釋 }//私有繼承 class Base3 { public:int m_A; protected:int m_B; private:int m_C; };class son3 : private Base3 { public:void func(){m_A = 100;//父類中公共成員，到了子類中變成私有權限m_B = 100;//父類中保護成員，到了子類中變成了私有權限//m_C = 100;即使是保護繼承，子類依然得不到父類私有成員} };void test03() {son3 s3;//s3.m_A = 100;//在son3中m_A變為私有權限，因此類外訪問不到//s3.m_B = 100;//與上面同理，不多解釋 }int main() {test01();test02();test03(); }

13.3 繼承的對象模型

有時候我們應該提出一個疑問，對于從父類繼承而來的成員，哪些屬于子類對象？

從下面的代碼中，我們相信可以找到自己想要的答案。

#include <iostream> using namespace std;//繼承中的對象模型 class Base { public:int m_A; protected:int m_B; private:int m_C; };class Son : public Base { public:int m_D; };void test01() {cout << "size of Son = " << sizeof(Son) << endl; }int main() {test01(); }

out：

為什么會這樣？

從結果來看，父類中非靜態成員屬性都會被子類繼承下去。即使是私有的成員，雖然編譯器不能讓其訪問，但是還是能夠繼承下來。

我們想要驗證這個猜想。

對此我們可以打開Vistul stdio的開發者命令行工具。

打開完后。我們回來找到我們的代碼文件對應的位置。

復制備用。

我們使用linux命令在開發者命令行工具中實現文件路徑跳轉。

cd C:\ cd C:\UserWorkStation\3_代碼\C++\Test01

然后使用以下命令查看該文件夾下的文件。

dir

用以下的命令——報告單個類分布圖+類名字+文件名字。

cl /d1 reportSingleClassLayoutSon Test01.cpp

從圖上我們可以看到，實際上父類的私有成員也被子類Son繼承下來了，之所以不能用只不過是受編譯器的影響無法訪問罷了 。

13.4 繼承中構造和析構順序

子類繼承父類后，當創建子類對象，也會調用父類的構造函數。那么此時我們引出問題：父類和子類的構造和析構順序是誰先誰后呢？從下面的代碼中，我們或許能夠找到我們的答案。

#include <iostream> using namespace std;class Base { public:Base() {cout << "Base構造函數！" << endl;}~Base() {cout << "Base析構函數！" << endl;} };class Son :public Base { public:Son() {cout << "Son構造函數！" << endl;}~Son() {cout << "Son析構函數！" << endl;} };void test01() {Son s; }int main() {test01(); }

out：

其實這個結果是顯而易見的。因為你沒有父類哪來的子類，而且子類的供給來源于父類，要想銷毀父類必須先把子類給消除。

13.5 繼承同名成員處理方式

我們不禁拋出一個問題，當子類和父類出現同名的成員時，如何通過子類對象，訪問到子類或父類中同名的數據呢？

很簡單，加修飾符即可。對于訪問子類同名的成員，直接訪問即可，但是如果訪問父類同名成員，加上作用域。

跟著下面的代碼敲一下，我相信你能夠理解我說的是什么。

#include <iostream> using namespace std;class Base { public :Base() {m_A = 100;}int m_A;void func() {cout << "Base-func()調用" << endl;} };class Son :public Base { public:Son() {m_A = 200;}int m_A;void func(){cout << "Son-func()調用" << endl;} };//同名成員屬性的處理方式 void test01() {Son s;cout << "Son的m_A = " << s.m_A << endl;//如果通過子類對象 訪問到父類中同名成員，需要加上作用域cout << "Base的m_A = " << s.Base::m_A << endl; }//同名成員函數的處理方式 void test02() {Son s;s.func();s.Base::func(); }int main() {//test01();test02(); }

在上面的代碼中，明顯地，如果想要調用子類的同名函數，直接按平時那么調用就行了；但是如果想要調用父類的同名函數，那么就需要加上父類::成員實現調用。

還有一個需要考慮的問題是，我們前面講過函數重載。函數重載時，相同名字的函數就會變多，此時又會發生什么情況呢？

我們試著對父類的同名函數重載。

class Base { public :Base() {m_A = 100;}int m_A;void func() {cout << "Base-func()調用" << endl;}void func(int a) {a = 100;} };

這時候如果想要試著不加作用域在子類對象中調用父類的重載函數，那么會失敗。

因為在你不加作用域時，系統會默認為你想要調用的是子類對象中的同名函數，而同名函數沒有重載，重載的是父類的；換而言之，當子類的父類出現同名函數時，如果通過子類對象調用，那么父類的所有同名函數都會被屏蔽，而如果想要得到被屏蔽的函數，加上作用域就能解決這一問題。

13.6 繼承同名靜態成員處理方式

在前面的敘述中，我們談論的都是非靜態成員。這這一小節中，我們試著談論一下靜態成員。

我們不禁發問，靜態成員和非靜態成員處理方法一樣嗎？答案是一樣的。

我們試著敲一下下面的代碼，它能告訴我們答案。

#include <iostream> using namespace std;//繼承中的同名靜態成員處理方式 class Base { public:static int m_A;static void func() {cout << "Base_func" <<endl;} }; int Base::m_A = 100;class Son:public Base { public:static int m_A;static void func(){cout << "Son_func" << endl;} }; int Son::m_A = 200;//同名靜態成員屬性 void test01() {//1、通過對象訪問Son s;cout << "Son的m_A = " << s.m_A << endl;cout << "Base的m_A = " << s.Base::m_A << endl;//2、通過類名訪問cout << "Son的m_A = " << Son::m_A << endl;cout << "Base的m_A = " << Son::Base::m_A << endl; }//同名靜態成員函數 void test02() {//1、通過對象訪問Son s;s.func();s.Base::func();//2、通過類名訪問Son::func();Son::Base::func(); }int main() {//test01();test02(); }

13.7 多繼承語法

不同于Java，C++有著多繼承模式。換而言之，C++允許一個子類繼承多個父類。其語法如下：

class 子類:繼承方式 父類1,繼承方式 父類2…

當然，多繼承會伴隨著同名成員的出現，所以需要加上作用域加以區分。

在實際開發中，是不推薦使用多繼承的。

讓我們試著敲一下下面的代碼，仔細體會其中的意境。

#include <iostream> using namespace std;//多繼承語法 class Base1 { public:Base1() {m_A = 100;}int m_A; };class Base2 { public:Base2(){m_B = 200;}int m_B; };class Son :public Base1, public Base2 { public:Son() {m_C = 300;m_D = 400;}int m_C;int m_D; };void test01() {Son s;cout << "sizeof Son = " << sizeof(s) << endl; }int main() {test01(); }

out：

多繼承滿足單繼承的一切特性。也就是說，單繼承出現的問題，多繼承也會出現，這時候就需要仔細回顧前面幾個小節的知識了。

13.8 菱形繼承

從名字上看很好理解。菱形繼承就是一個父類分兩子類，然后又有個孫子類繼承兩子類。就這么簡單。當你聽到鉆石繼承這個術語時，一般也是指菱形繼承。

菱形繼承也會出現幾個問題。最簡單的問題就是，如果兩個子類有同名成員，那么在孫類的時候調用兩個子類的同名成員就得加上作用域，以防出現二義性。

還有一個問題是，我們繼承動物的數據時，由于兩個子類的繼承，兩個子類分別占有一個數據，當孫類繼承兩子類時，就會繼承兩份動物數據，但是我們很清楚，這份數據我們只需要一份，為此，我們需要解決這個問題。

在下面的代碼中，我們會提到我們是如何解決這個問題的。

#include <iostream> using namespace std;//動物類 class Animal { public:int m_Age; };//羊類 class Sheep:virtual public Animal {};//駝類 class Tuo :virtual public Animal {};//羊駝類 class YangTuo :public Sheep, public Tuo {};void test01() {YangTuo yt;yt.Sheep::m_Age = 18;yt.Tuo::m_Age = 28;//出現菱形繼承時，兩個父類擁有相同數據，需要加上作用域區分cout << "yt.Sheep::m_Age" << yt.Sheep::m_Age << endl;cout << "yt.Tuo::m_Age" << yt.Tuo::m_Age << endl;//問題2：羊駝的年齡到底是多少？菱形繼承導致了數據有兩份，資源浪費//解決：利用虛繼承就能夠解決上述問題。cout << "yt.m_Age" << yt.m_Age << endl; }int main() {test01(); }

out：

虛繼承、虛基類和虛基類指針

如果我們只想在子類中保留一份數據，那么我們可以定義虛基類，使派生類中只保留一份拷貝。

虛基類的定義方式是，在子類繼承父類時，在冒號后繼承方式前間添加virtual關鍵字，這樣，它們共同繼承的父類我們就叫做虛基類。對應到上述的例子，Animal就是虛基類。

我們使用13.3中學習到的開發者工具看一下類的結構。

從圖中可以看出，虛基類的兩個子類內部供有一個虛基類表(vbtable)，該表中記載著對于基類數據的使用，當我們用羊駝類繼承兩子類時，羊駝類中擁有兩根虛基類指針，分別指向兩個虛基類表，以便共享同一份數據。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C++从0到1的入门级教学（十三）——继承的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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