c++中继承知识点详解

• • 继承基本知识
  • 继承方式（单继承，多继承，菱形继承）
    • 1.单继承
    • 2.多继承
    • 3.菱形继承

继承基本知识

定义：

 继承是面向对复用的重要手段。通过继承定义一个类，继承是类型之间的关系建模，共享公有的东西，实现各自本质不同的东西。

继承关系：

 三种继承关系下基类成员的在派生类的访问关系变化(图)

 举个栗子（公有继承）

class Person
{
public :
    Person(const string& name)
    : _name(name )
    {}
    void Display ()
    {
        cout<<_name <<endl;
    }
protected :
    string _name ; // 姓名
    string _sex ;
};

class Student : public Person //公有继承
{
protected :
    int _num ; // 学号
};

继承图例解释：

私有继承和保护继承很少用到，我们重点要掌握公有继承

继承与转换–赋值兼容规则–public继承

1. 子类对象可以赋值给父类对象（切割/切片）
2. 父类对象不能赋值给子类对象
3. 父类的指针/引用可以指向子类对象
4. 子类的指针/引用不能指向父类对象（可以通过强制类型转换完成）

class Person
{
public:
    void Display()
    {
        cout << "AA" << endl;
    }
protected:
    string _name; // 姓名
};
class Student : public Person
{
public:
    int _num; // 学号
};

int main()
{
    Person a;
    Student b;
    a = b; //子类对象赋值给基类对象（切片）这个特性是编译器支持的
    b = a; //父类对象不能赋值给子类对象

    Person *p1 = &b; //特性3
    //Person &a1 = b; //特性3
    Student *p2 = (Student*)&a; //特性4
    Student& b1 = (Student&)a; //特性4
    getchar();
    return 0;
}

继承体系中的作用域

1. 在继承体系中基类和派生类都有独立的作用域。
2. 子类和父类中有同名成员（成员函数，成员变量）子类成员将屏蔽父类对成员的直接访问。（在子类成员函数中，可以使用 基类::基类成员 访问）–隐藏（重定义）
3. ==注意在实际中在继承体系里面最好不要定义同名的成员==。

class Person
{
public:
    Person(const char *name = "",int num = 0)
        :_name(name)
        ,_num(num)
    {}

protected:
    string _name; // 姓名
    int _num;
};
class Student : public Person
{
public:
    Student(const char* name = "", const int num1 = 0, int num2 = 0)
        :Person(name,num1)
        ,_num(num2)
    {}
    void Display()
    {
        cout << _num << endl;
        cout <<Person:: _num << endl;//必须显示指出基类作用域才能打印基类成员
    }
protected:
    int _num; // 学号
};

int main()
{
    Person a("boday",15);
    Student b("crash",1502,17);
    b.Display();

    return 0;
}

运行结果：

可以很明显看出此时打印的是子类的成员，而隐藏掉了父类的成员，（这就是隐藏）

派生类的默认成员函数

 在继承关系里面，在派生类中如果没有显示定义这六个成员函数，编译系统则会默认合成这六个默认的成员函数。

来个栗子说说默认成员函数的前四个（后两个不常用）

class Person
{
public:
    Person(const char *name = "",int num = 0) //父类构造函数
        :_name(name)
        ,_num(num)
    {}
    ~Person()//父类析构函数
    {
        cout << "~Person()" << endl;
    }
    Person(const Person& p)//父类拷贝构造函数
        :_name(p._name)
        ,_num(p._num)
    {}
    Person& operator=(const Person& p)//父类赋值运算符重载
    {
        if (this != &p)
        {
            _name = p._name;
            _num = p._num;
        }
        return *this;
    }

protected:
    string _name; // 姓名
    int _num;
};
class Student : public Person
{
public:
    Student(const char* name = "", const int num1 = 0, int num2 = 0)//子类构造函数
        :Person(name,num1)   
        ,_num(num2)
    {}
    ~Student()//子类析构函数
    {
        cout << "~Student()" << endl;
    }
    Student(const Student& s)//子类拷贝构造函数
        :Person(s)
        ,_num(s._num)
    {}
    Student& operator=(const Student& s)//子类赋值运算符重载
    {
        Person::operator=(s); //显示调用父类赋值运算符重载
        _num = s._num;
    }
protected:
    int _num; // 学号
};

先调用父类构造函数，在调用基类构造函数；析构函数调用顺序与构造函数相反（先构造后析构，这个和栈的规则有关（先入后出））

继承方式（单继承，多继承，菱形继承）

1.单继承

定义：一个子类只有一个直接父类时称这个继承关系为单继承

代码示例：

class A
{
protected:
    int _a;
};

class B : public A //B类 继承 A类
{
protected:
    int _b;
};

2.多继承

定义：一个子类有两个或以上直接父类时称这个继承关系为多继承

代码示例：

class A
{
protected:
    int _a;
};

class B 
{
protected:
    int _b;
};

class C : public A,B
{
protected:
    int _c;
};

3.菱形继承

代码示例：

class Person
{
public:
    string _name; // 姓名
};
class Student : public Person
{
protected:
    int _num; //学号
};
class Teacher : public Person
{
protected:
    int _id; // 职工编号
};
class Assistant : public Student, public Teacher
{
protected:
    string _majorCourse; // 主修课程
};
void Test()
{
    // 显示指定访问哪个父类的成员（二义性问题）
    Assistant a;
    a.Student::_name = "xxx";
    a.Teacher::_name = "yyy";//数据冗余问题
}

很明显菱形继承存在问题，存在二义性和数据冗余的问题。为了解决这个问题就引入了虚继承。

虚继承：解决菱形继承的二义性和数据冗余的问题

在声明派生类时，指定其继承方式时声明为虚继承的方式。如

class A
{
public:
    int _a;
};

class B : virtual public A //声明为虚基类
{
protected:
    int _b;
};

class C : virtual public A //声明为虚基类
{
protected:
    int _c;
};

class D : public B,public C
{
protected:
    int _d;
};

看看测试效果：

void Test()
{
    D d;
    d._a = 10;
}

是不是很疑惑到底是如何解决的？那就要深入到底层探索下

这里在虚继承时用一个虚基表存放偏移量，这样B和C类同时使用一个虚基表存放A相对于B和C的偏移量，当发生虚继承时A会存放在一个公共区域，这就很好的解决了二义性问题，同时也节省了空间。
当基类通过多条派生路径被一个派生类继承时，该派生类只继承该基类一次，也就是说，基类成员只保留一次
为了保证虚基类在派生类中只继承一次，应当在该基类的所有直接派生类中声明为虚基类，否则仍然会出现对基类的多次继承

虚继承很好的解决了菱形继承带来的问题。

这里建议大家写下代码调试一下，同时查看内存变化。