文章目錄

• 13 繼承
• • 13.1 繼承的基本語(yǔ)法
  • 13.2 繼承方式
  • 13.3 繼承的對(duì)象模型
  • 13.4 繼承中構(gòu)造和析構(gòu)順序
  • 13.5 繼承同名成員處理方式
  • 13.6 繼承同名靜態(tài)成員處理方式
  • 13.7 多繼承語(yǔ)法
  • 13.8 菱形繼承

13 繼承

繼承是面向?qū)ο笕筇匦灾弧Ｓ行╊惡皖愔g存在特殊的關(guān)系，如下圖所示：

我們發(fā)現(xiàn)，定義這些類的時(shí)候，每個(gè)子節(jié)點(diǎn)都有父節(jié)點(diǎn)的特性，且有自己的特性。如果在定義類的時(shí)候，有諸如以上的關(guān)系，那么我們?cè)贑++中和Java中都可以采用繼承的方式來簡(jiǎn)化代碼。

13.1 繼承的基本語(yǔ)法

繼承的語(yǔ)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(yè)、公開課、登錄、注冊(cè)...公共頭部" << endl; // } // void footer() // { // cout << "幫助中心、交流合作、站內(nèi)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(xué)科視頻" << endl; // } //}; // //class Python //{ //public: // void header() // { // cout << "首頁(yè)、公開課、登錄、注冊(cè)...公共頭部" << endl; // } // void footer() // { // cout << "幫助中心、交流合作、站內(nèi)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(xué)科視頻" << endl; // } //}; // //class CPP //{ //public: // void header() // { // cout << "首頁(yè)、公開課、登錄、注冊(cè)...公共頭部" << endl; // } // void footer() // { // cout << "幫助中心、交流合作、站內(nèi)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(xué)科視頻" << endl; // } //};//繼承公共頁(yè)面 class BasePage { public:void header(){cout << "首頁(yè)、公開課、登錄、注冊(cè)...公共頭部" << endl;}void footer(){cout << "幫助中心、交流合作、站內(nèi)地圖...(公共底部)" << endl;}void left(){cout << "Java、Python、C++、...(公共分類列表)" << endl;} };//Java頁(yè)面 class Java :public BasePage { public :void content() {cout << "Java學(xué)科視頻" << endl;} };//Java頁(yè)面 class Python :public BasePage { public:void content(){cout << "Python學(xué)科視頻" << endl;} };//C++頁(yè)面 class CPP :public BasePage { public:void content(){cout << "C++學(xué)科視頻" << endl;} };void test01() {cout << "Java 下載視頻頁(yè)面如下：" << endl;Java java;java.header();java.footer();java.left();java.content();cout << "Python 下載視頻頁(yè)面如下：" << endl;Python python;python.header();python.footer();python.left();python.content();cout << "C++ 下載視頻頁(yè)面如下：" << endl;CPP cpp;cpp.header();cpp.footer();cpp.left();cpp.content(); }int main() {test01(); }

子類有時(shí)候也叫派生類，而父類有時(shí)候也叫基類。

繼承的使用如果是對(duì)于學(xué)習(xí)過Java的人來說是非常簡(jiǎn)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(gè)觀點(diǎn)我們?cè)诤竺娉掷m(xù)提到，不用著急。

13.2 繼承方式

我們已經(jīng)知道繼承的語(yǔ)法怎么使用了，但是我們對(duì)繼承的方式還是了解頗淺，在這一小節(jié)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(hù)繼承
• 私有繼承

讓我們看一下繼承方式的示意圖：

對(duì)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(quán)限的東西，其他的都好說，如果是公共繼承，那么子類會(huì)將父類的公有屬性和保護(hù)屬性繼承，并且不變其權(quán)限；如果是保護(hù)繼承，那么在繼承父類除私有屬性外，其他屬性一律變?yōu)樽宇惐Ｗo(hù)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?yōu)樽宇愃接袑傩浴?/p> #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(quán)限成員，到子類中依然是公共權(quán)限m_B = 10;//父類中的保護(hù)權(quán)限成員，到了子類中依然是保護(hù)權(quán)限//m_C = 10;不可訪問，父類中的私有權(quán)限成員，子類繼承不了} };void test01() {Son1 s1;s1.m_A;//公共權(quán)限類內(nèi)可訪問，類外也可訪問//s1.m_B;保護(hù)權(quán)限類內(nèi)可訪問，類外不可訪問 }//保護(hù)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(hù)權(quán)限m_B = 100;//父類中保護(hù)成員，到了子類中變成了保護(hù)權(quán)限//m_C = 100;即使是保護(hù)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?yōu)楸Ｗo(hù)權(quán)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(quán)限m_B = 100;//父類中保護(hù)成員，到了子類中變成了私有權(quán)限//m_C = 100;即使是保護(hù)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?yōu)樗接袡?quán)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(duì)象模型

有時(shí)候我們應(yīng)該提出一個(gè)疑問，對(duì)于從父類繼承而來的成員，哪些屬于子類對(duì)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(duì)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(huì)這樣？

從結(jié)果來看，父類中非靜態(tài)成員屬性都會(huì)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(yàn)證這個(gè)猜想。

對(duì)此我們可以打開Vistul stdio的開發(fā)者命令行工具。

打開完后。我們回來找到我們的代碼文件對(duì)應(yīng)的位置。

復(fù)制備用。

我們使用linux命令在開發(fā)者命令行工具中實(shí)現(xiàn)文件路徑跳轉(zhuǎn)。

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(bào)告單個(gè)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(shí)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(gòu)造和析構(gòu)順序

子類繼承父類后，當(dāng)創(chuàng)建子類對(duì)象，也會(huì)調(diào)用父類的構(gòu)造函數(shù)。那么此時(shí)我們引出問題：父類和子類的構(gòu)造和析構(gòu)順序是誰(shuí)先誰(shuí)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(gòu)造函數(shù)！" << endl;}~Base() {cout << "Base析構(gòu)函數(shù)！" << endl;} };class Son :public Base { public:Son() {cout << "Son構(gòu)造函數(shù)！" << endl;}~Son() {cout << "Son析構(gòu)函數(shù)！" << endl;} };void test01() {Son s; }int main() {test01(); }

out：

其實(shí)這個(gè)結(jié)果是顯而易見的。因?yàn)槟銢]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(gè)問題，當(dāng)子類和父類出現(xiàn)同名的成員時(shí)，如何通過子類對(duì)象，訪問到子類或父類中同名的數(shù)據(jù)呢？

很簡(jiǎn)單，加修飾符即可。對(duì)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(diào)用" << endl;} };class Son :public Base { public:Son() {m_A = 200;}int m_A;void func(){cout << "Son-func()調(diào)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(duì)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(shù)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(diào)用子類的同名函數(shù)，直接按平時(shí)那么調(diào)用就行了；但是如果想要調(diào)用父類的同名函數(shù)，那么就需要加上父類::成員實(shí)現(xiàn)調(diào)用。

還有一個(gè)需要考慮的問題是，我們前面講過函數(shù)重載。函數(shù)重載時(shí)，相同名字的函數(shù)就會(huì)變多，此時(shí)又會(huì)發(fā)生什么情況呢？

我們?cè)囍鴮?duì)父類的同名函數(shù)重載。

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

這時(shí)候如果想要試著不加作用域在子類對(duì)象中調(diào)用父類的重載函數(shù)，那么會(huì)失敗。

因?yàn)樵谀悴患幼饔糜驎r(shí)，系統(tǒng)會(huì)默認(rèn)為你想要調(diào)用的是子類對(duì)象中的同名函數(shù)，而同名函數(shù)沒有重載，重載的是父類的；換而言之，當(dāng)子類的父類出現(xiàn)同名函數(shù)時(shí)，如果通過子類對(duì)象調(diào)用，那么父類的所有同名函數(shù)都會(huì)被屏蔽，而如果想要得到被屏蔽的函數(shù)，加上作用域就能解決這一問題。

13.6 繼承同名靜態(tài)成員處理方式

在前面的敘述中，我們談?wù)摰亩际欠庆o態(tài)成員。這這一小節(jié)中，我們?cè)囍務(wù)撘幌蚂o態(tài)成員。

我們不禁發(fā)問，靜態(tài)成員和非靜態(tài)成員處理方法一樣嗎？答案是一樣的。

我們?cè)囍靡幌孪旅娴拇a，它能告訴我們答案。

#include <iostream> using namespace std;//繼承中的同名靜態(tài)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(tài)成員屬性 void test01() {//1、通過對(duì)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(tài)成員函數(shù) void test02() {//1、通過對(duì)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(yǔ)法

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

class 子類:繼承方式 父類1,繼承方式 父類2…

當(dāng)然，多繼承會(huì)伴隨著同名成員的出現(xiàn)，所以需要加上作用域加以區(qū)分。

在實(shí)際開發(fā)中，是不推薦使用多繼承的。

讓我們?cè)囍靡幌孪旅娴拇a，仔細(xì)體會(huì)其中的意境。

#include <iostream> using namespace std;//多繼承語(yǔ)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(xiàn)的問題，多繼承也會(huì)出現(xiàn)，這時(shí)候就需要仔細(xì)回顧前面幾個(gè)小節(jié)的知識(shí)了。

13.8 菱形繼承

從名字上看很好理解。菱形繼承就是一個(gè)父類分兩子類，然后又有個(gè)孫子類繼承兩子類。就這么簡(jiǎn)單。當(dāng)你聽到鉆石繼承這個(gè)術(shù)語(yǔ)時(shí)，一般也是指菱形繼承。

菱形繼承也會(huì)出現(xiàn)幾個(gè)問題。最簡(jiǎn)單的問題就是，如果兩個(gè)子類有同名成員，那么在孫類的時(shí)候調(diào)用兩個(gè)子類的同名成員就得加上作用域，以防出現(xiàn)二義性。

還有一個(gè)問題是，我們繼承動(dòng)物的數(shù)據(jù)時(shí)，由于兩個(gè)子類的繼承，兩個(gè)子類分別占有一個(gè)數(shù)據(jù)，當(dāng)孫類繼承兩子類時(shí)，就會(huì)繼承兩份動(dòng)物數(shù)據(jù)，但是我們很清楚，這份數(shù)據(jù)我們只需要一份，為此，我們需要解決這個(gè)問題。

在下面的代碼中，我們會(huì)提到我們是如何解決這個(gè)問題的。

#include <iostream> using namespace std;//動(dòng)物類 class Animal { public:int m_Age; };//羊類 class Sheep:virtual public Animal {};//駝?lì)?class Tuo :virtual public Animal {};//羊駝?lì)?class YangTuo :public Sheep, public Tuo {};void test01() {YangTuo yt;yt.Sheep::m_Age = 18;yt.Tuo::m_Age = 28;//出現(xiàn)菱形繼承時(shí)，兩個(gè)父類擁有相同數(shù)據(jù)，需要加上作用域區(qū)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(dǎo)致了數(shù)據(jù)有兩份，資源浪費(fèi)//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(shù)據(jù)，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(shí)，在冒號(hào)后繼承方式前間添加virtual關(guān)鍵字，這樣，它們共同繼承的父類我們就叫做虛基類。對(duì)應(yīng)到上述的例子，Animal就是虛基類。

我們使用13.3中學(xué)習(xí)到的開發(fā)者工具看一下類的結(jié)構(gòu)。

從圖中可以看出，虛基類的兩個(gè)子類內(nèi)部供有一個(gè)虛基類表(vbtable)，該表中記載著對(duì)于基類數(shù)據(jù)的使用，當(dāng)我們用羊駝?lì)惱^承兩子類時(shí)，羊駝?lì)愔袚碛袃筛摶愔羔?#xff0c;分別指向兩個(gè)虛基類表，以便共享同一份數(shù)據(jù)。

總結(jié)

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?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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