面向对象-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

接下来我们分别利用普通写法和继承的写法来实现网页中的内容，看一下继承存在的意义以及好处

普通实现：

cpp

#include <iostream>

using namespace std;

//Java页面
class Java {
public:
    void header() {
        cout << "公共头部" << endl;
    }

    void footer() {
        cout << "公共底部" << endl;
    }

    void content() {
        cout << "JAVA" << endl;
    }
};

//Python页面
class Python {
public:
    void header() {
        cout << "公共头部" << endl;
    }

    void footer() {
        cout << "公共底部" << endl;
    }

    void content() {
        cout << "Python" << endl;
    }
};

//C++页面
class CPP {
public:
    void header() {
        cout << "公共头部" << endl;
    }

    void footer() {
        cout << "公共底部" << endl;
    }

    void content() {
        cout << "C++" << endl;
    }
};


int main() {
    //Java页面
    cout << "======== Java ========" << endl;
    Java java;
    java.header();
    java.footer();
    java.content();
    cout << "================" << endl;

    //Python页面
    cout << "======== Python ======== " << endl;
    Python python;
    python.header();
    python.footer();
    python.content();
    cout << "================" << endl;

    //C++页面
    cout << "======== C++ ========" << endl;
    CPP cpp;
    cpp.header();
    cpp.footer();
    cpp.content();
    cout << "================" << endl;

    return 0;
}

输出结果

bash

======== Java ========
公共头部
公共底部
JAVA
================
======== Python ======== 
公共头部
公共底部
Python
================
======== C++ ========
公共头部
公共底部
C++
================

继承实现：

cpp

#include <iostream>

using namespace std;

//公共页面
class BasePage {
public:
    void header() {
        cout << "公共头部" << endl;
    }

    void footer() {
        cout << "公共底部" << endl;
    }
};

//Java页面
class Java : public BasePage {
public:
    void content() {
        cout << "JAVA" << endl;
    }
};

//Python页面
class Python : public BasePage {
public:
    void content() {
        cout << "Python" << endl;
    }
};

//C++页面
class CPP : public BasePage {
public:
    void content() {
        cout << "C++" << endl;
    }
};


int main() {
    //Java页面
    cout << "======== Java ========" << endl;
    Java java;
    java.header();
    java.footer();
    java.content();
    cout << "================" << endl;

    //Python页面
    cout << "======== Python ======== " << endl;
    Python python;
    python.header();
    python.footer();
    python.content();
    cout << "================" << endl;

    //C++页面
    cout << "======== C++ ========" << endl;
    CPP cpp;
    cpp.header();
    cpp.footer();
    cpp.content();
    cout << "================" << endl;

    return 0;
}

输出结果和普通实现一致

总结：

继承的好处：可以减少重复的代码

cpp

class B{};

class A : public B{};

A 类称为子类 或 派生类

B 类称为父类 或 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。

从基类继承过过来的表现其共性，而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

继承方式一共有三种：

公共继承
保护继承
私有继承

示例：

1、公共继承

cpp

class Base1 {
public:
    int m_A;

protected:
    int m_B;

private:
    int m_C;
};

// 公共继承
class Son1 : public Base1 {
public:
    void func() {
        m_A; // 可访问 public权限
        m_B; // 可访问 protected权限
        //m_C; //不可访问
    }
};

void myClass() {
    Son1 s1;
    s1.m_A; //其他类只能访问到公共权限
}

2、保护继承

cpp

// 保护继承
class Base2 {
public:
    int m_A;

protected:
    int m_B;

private:
    int m_C;
};

class Son2 : protected Base2 {
public:
    void func() {
        m_A; // 可访问 protected权限
        m_B; // 可访问 protected权限
        //m_C; //不可访问
    }
};

void myClass2() {
    Son2 s;
    //s.m_A; //不可访问
}

3、私有继承

cpp


//私有继承
class Base3 {
public:
    int m_A;

protected:
    int m_B;

private:
    int m_C;
};

class Son3 : private Base3 {
public:
    void func() {
        m_A; //可访问 private权限
        m_B; //可访问 private权限
        //m_C; //不可访问
    }
};

class GrandSon3 : public Son3 {
public:
    void func() {
        //Son3是私有继承，所以继承Son3的属性在GrandSon3中都无法访问到
        //m_A;
        //m_B;
        //m_C;
    }
};

3、继承中的对象模型

问题：从父类继承过来的成员，哪些属于子类对象中？

示例：

cpp

#include <iostream>

using namespace std;

class Base {
public:
    int m_A;

protected:
    int m_B;

private:
    int m_C; //私有成员只是被隐藏了，但是还是会继承下去
};

//公共继承
class Son : public Base {
public:
    int m_D;
};


int main() {
    cout << "sizeof Son = " << sizeof(Son) << endl;
    // output: sizeof Son = 16

    return 0;
}

结论：父类中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

4、继承中构造和析构顺序

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：父类和子类的构造和析构顺序是谁先谁后？

总结：继承中先调用父类构造函数，再调用子类构造函数，析构顺序与构造相反

示例：

cpp

#include <iostream>

using namespace std;

class Base {
public:
    Base() {
        cout << "Base构造函数!" << endl;
    }

    ~Base() {
        cout << "Base析构函数!" << endl;
    }
};

class Son : public Base {
public:
    Son() {
        cout << "Son构造函数!" << endl;
    }

    ~Son() {
        cout << "Son析构函数!" << endl;
    }
};


int main() {
    //继承中 先调用父类构造函数，再调用子类构造函数，析构顺序与构造相反
    Son s;

    // output:
    // Base构造函数!
    // Son构造函数!
    // Son析构函数!
    // Base析构函数!

    return 0;
}

5、继承同名成员处理方式

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

总结：

子类对象可以直接访问到子类中同名成员
子类对象加作用域可以访问到父类同名成员
当子类与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

示例：

cpp

#include <iostream>

using namespace std;

class Base {
public:
    Base() {
        m_A = 100;
    }

    void func() {
        cout << "Base - func()调用" << endl;
    }

    void func(int a) {
        cout << "Base - func(int a)调用" << endl;
    }

public:
    int m_A;
};


class Son : public Base {
public:
    Son() {
        m_A = 200;
    }

    //当子类与父类拥有同名的成员函数，子类会隐藏父类中所有版本的同名成员函数
    //如果想访问父类中被隐藏的同名成员函数，需要加父类的作用域
    void func() {
        cout << "Son - func()调用" << endl;
    }

public:
    int m_A;
};


int main() {
    Son s;

    cout << "Son下的m_A = " << s.m_A << endl;
    cout << "Base下的m_A = " << s.Base::m_A << endl;

    s.func();
    s.Base::func();
    s.Base::func(10);

    // output:
    // Son下的m_A = 200
    // Base下的m_A = 100
    // Son - func()调用
    // Base - func()调用
    // Base - func(int a)调用
    return 0;
}

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

总结：同名静态成员处理方式和非静态处理方式一样，只不过有两种访问的方式（通过对象和通过类名）

示例：

1、同名静态成员属性

cpp

#include <iostream>

using namespace std;

class Base {
public:
    static int m_A;
};

int Base::m_A = 100;


class Son : public Base {
public:
    static int m_A;
};

int Son::m_A = 200;


int main() {
    //通过对象访问
    cout << "通过对象访问： " << endl;
    Son s;
    cout << "Son  下 m_A = " << s.m_A << endl;
    cout << "Base 下 m_A = " << s.Base::m_A << endl;

    //通过类名访问
    cout << "通过类名访问： " << endl;
    cout << "Son  下 m_A = " << Son::m_A << endl;
    cout << "Base 下 m_A = " << Son::Base::m_A << endl;

    return 0;
}

输出

bash

通过对象访问： 
Son  下 m_A = 200
Base 下 m_A = 100
通过类名访问： 
Son  下 m_A = 200
Base 下 m_A = 100

2、同名静态成员函数

cpp

#include <iostream>

using namespace std;

class Base {
public:
    static void func() {
        cout << "Base - static void func()" << endl;
    }

    static void func(int a) {
        cout << "Base - static void func(int a)" << endl;
    }
};

class Son : public Base {
public:
    static void func() {
        cout << "Son - static void func()" << endl;
    }
};


int main() {
    //通过对象访问
    cout << "通过对象访问： " << endl;
    Son s;
    s.func();
    s.Base::func();

    cout << "通过类名访问： " << endl;
    Son::func();
    Son::Base::func();
    //出现同名，子类会隐藏掉父类中所有同名成员函数，需要加作作用域访问
    Son::Base::func(100);
    
    return 0;
}

输出

bash

通过对象访问： 
Son - static void func()
Base - static void func()
通过类名访问： 
Son - static void func()
Base - static void func()
Base - static void func(int a)

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

总结：多继承中如果父类中出现了同名情况，子类使用时候要加作用域

示例：

cpp

#include <iostream>

using namespace std;

class Base1 {
public:
    Base1() {
        m_A = 100;
    }

public:
    int m_A;
};

class Base2 {
public:
    Base2() {
        // 开始是m_B 不会出问题，但是改为mA就会出现不明确
        m_A = 200;
    }

public:
    int m_A;
};

//语法：class 子类：继承方式 父类1 ，继承方式 父类2
class Son : public Base2, public Base1 {
public:
    Son() {
        m_C = 300;
        m_D = 400;
    }

public:
    int m_C;
    int m_D;
};


//多继承容易产生成员同名的情况
//通过使用类名作用域可以区分调用哪一个基类的成员
int main() {
    Son s;
    cout << "sizeof Son = " << sizeof(s) << endl;
    // sizeof Son = 16
    
    cout << s.Base1::m_A << endl; // 100
    cout << s.Base2::m_A << endl; // 200
    
    return 0;
}

4.6.8 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者两个派生类

这种继承被称为菱形继承，或者钻石继承

菱形继承问题：

羊继承了动物的数据，驼同样继承了动物的数据，当草泥马使用数据时，就会产生二义性。草泥马继承自动物的数据继承了两份，其实我们应该清楚，这份数据我们只需要一份就可以。

总结：

菱形继承带来的主要问题是子类继承两份相同的数据，导致资源浪费以及毫无意义

利用虚继承可以解决菱形继承问题

示例：

cpp

#include <iostream>

using namespace std;

class Animal {
public:
    int m_Age;
};

//继承前加virtual关键字后，变为虚继承
//此时公共的父类Animal称为虚基类
class Sheep : virtual public Animal {
};

class Tuo : virtual public Animal {
};

class SheepTuo : public Sheep, public Tuo {
};


int main() {
    SheepTuo st;
    st.Sheep::m_Age = 100;
    st.Tuo::m_Age = 200;

    cout << "st.Sheep::m_Age = " << st.Sheep::m_Age << endl;
    // st.Sheep::m_Age = 200

    cout << "st.Tuo::m_Age = " << st.Tuo::m_Age << endl;
    // st.Tuo::m_Age = 200

    cout << "st.m_Age = " << st.m_Age << endl;
    // st.m_Age = 200

    return 0;
}

8、查看C++类的内存布局

需要安装 Visual Stdio

bash

cl /d1 reportSingleClassLayout[ClassName] filename.cpp

vbptr -> vbtable

v virtual
b base
ptr pointer

面向对象-继承 ​

1、继承的基本语法 ​

2、继承方式 ​

3、继承中的对象模型 ​

4、继承中构造和析构顺序 ​

5、继承同名成员处理方式 ​

6、继承同名静态成员处理方式 ​

7、多继承语法 ​

8、查看C++类的内存布局 ​

面向对象-继承

1、继承的基本语法

2、继承方式

3、继承中的对象模型

4、继承中构造和析构顺序

5、继承同名成员处理方式

6、继承同名静态成员处理方式

7、多继承语法

8、查看C++类的内存布局