西安网站设计建设公司 概况,网站后台管理员职责,企业网站建站 合肥,江门建站目录 1.继承的概念及定义
1.1继承的概念
1.2继承定义
1.2.1定义格式
1.2.2继承方式和访问限定符
1.2.3继承基类成员访问方式的变化
2.基类和派生类对象赋值转换
3.继承中的作用域
4.派生类的默认成员函数
5.继承与友元
6.继承与静态成员
7.复杂的菱形继承及菱形虚拟…目录 1.继承的概念及定义
1.1继承的概念
1.2继承定义
1.2.1定义格式
1.2.2继承方式和访问限定符
1.2.3继承基类成员访问方式的变化
2.基类和派生类对象赋值转换
3.继承中的作用域
4.派生类的默认成员函数
5.继承与友元
6.继承与静态成员
7.复杂的菱形继承及菱形虚拟继承
8.继承的总结和反思 1.继承的概念及定义
1.1继承的概念
继承(inheritance)机制是面向对象程序设计使代码可以复用的最重要的手段它允许程序员在保持原有类特性的基础上进行扩展增加功能这样产生新的类称派生类。继承呈现了面向对象程序设计的层次结构体现了由简单到复杂的认知过程。以前我们接触的复用都是函数复用继承是类设计层次的复用。
class Person
{
public:void Print(){cout name: _name endl;cout age: _age endl;}
public:string _name peter; // 姓名int _age 18; // 年龄
};
class Student : public Person
{
public:void Print(){cout name: _name endl;cout age: _age endl;}
protected:int _stuid; // 学号
};class Teacher : public Person
{
protected:int _jobid; // 工号
};
int main()
{Person p;Student s;Teacher t;s._age 10;t._age 20;s.Print();s.Person::Print();t.Print();return 0;
}
继承后父类的Person的成员成员函数成员变量都会变成子类的一部分(拷贝/实例化一份或者引用)。这里体现出了Student和Teacher复用了Person的成员。可以使用监视窗口查看Student和Teacher对象可以看到变量的复用。调用Print可以看到成员函数的复用。
1.2继承定义
1.2.1定义格式
下面我们看到Person是父类也称作基类。Student是子类也称作派生类。 1.2.2继承方式和访问限定符 1.2.3继承基类成员访问方式的变化 类成员/继承方式 public继承 protected继承 private继承 基类的public成员 派生类的public成员 派生类的protected成员 派生类的private成员 基类的protected成员 派生类的protected成员 派生类的protected成员 派生类的private成员 基类的private成员 在派生类中不可见 在派生类中不可见 在派生类中不可
总结 1. 基类private成员在派生类中无论以什么方式继承都是不可见的。这里的不可见是指基类的私有成员还是被继承到了派生类对象中但是语法上限制派生类对象不管在类里面还是类外面都不能去访问它和使用它。 2. 基类private成员在派生类中是不能被访问如果基类成员不想在类外直接被访问但需要在派生类中能访问就定义为protected(父子类内可以访问和使用父子类外不可以访问和使用)。可以看出保护成员限定符是因继承才出现的。 3. 实际上面的表格我们进行一下总结会发现基类的私有成员在子类都是不可见。基类的其他成员在子类的访问方式 Min(成员在基类的访问限定符继承方式)public protected private。 4. 使用关键字class时默认的继承方式是private使用struct时默认的继承方式是public不过最好显示的写出继承方式。 5. 实际运用中一般使用都是public继承几乎很少使用protetced/private继承也不提倡使用protetced/private继承因为protetced/private继承下来的成员都只能在派生类的类里面使用实际中扩展维护性不强。
2.基类和派生类对象赋值转换
1.派生类对象 可以赋值给 基类的对象 / 基类的指针 / 基类的引用。这里有个形象的说法叫切片或者切割。寓意把派生类中父类那部分切来赋值过去。
2.基类对象不能赋值给派生类对象。
3.基类的指针或者引用可以通过强制类型转换赋值给派生类的指针或者引用。但是必须是基类的指针是指向派生类对象时才是安全的。这里基类如果是多态类型可以使用RTTI(RunTime Type Information)的dynamic_cast 来进行识别后进行安全转换。ps这里先了解一下。 class Person
{
protected:string _name; // 姓名string _sex; // 性别int _age; // 年龄
};
class Student : public Person
{
public:int _No; // 学号
};
void Test()
{Student sobj;// 1.子类对象可以赋值给父类对象/指针/引用Person pobj sobj;Person* pp sobj;Person rp sobj;//2.基类对象不能赋值给派生类对象//sobj pobj;// 3.基类的指针可以通过强制类型转换赋值给派生类的指针pp sobj;Student* ps1 (Student*)pp; // 这种情况转换时可以的。ps1-_No 10;pp pobj;Student* ps2 (Student*)pp; // 这种情况转换时虽然可以但是会存在越界访问的问题ps2-_No 10;
}
3.继承中的作用域
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子类成员将屏蔽父类对同名成员的直接访问这种情况叫隐藏也叫重定义。在子类成员函数中可以使用 基类::基类成员 显示访问。3. 需要注意的是如果是成员函数的隐藏只需要函数名相同就构成隐藏。4. 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
{
protected:string _name 小李子; // 姓名int _num 111; // 身份证号
};//隐藏/重定义子类和父类由同名成员子类的成员隐藏父类的成员
class Student : public Person
{
public:void Print(){cout 姓名: _name endl;cout 身份证号: Person::_num endl;//显示访问cout 学号: _num endl;}
protected:int _num 999; // 学号
};
int main()
{Student s1;s1.Print();return 0;
}
问题两个fun函数构成什么关系
// B中的fun和A中的fun不是构成重载因为不是在同一作用域
// B中的fun和A中的fun构成隐藏/重定义成员函数满足函数名相同就构成隐藏。
//父子类域中成员函数名相同就构成隐藏
class A
{
public:void fun(){cout func() endl;}
};
class B : public A
{
public:void fun(int i){A::fun();cout func(int i)- i endl;}
};int main()
{B b;//b.(); -- 报错b.fun(10);return 0;
};
4.派生类的默认成员函数
6个默认成员函数“默认”的意思就是指我们不写编译器会变我们自动生成一个那么在派生类中这几个成员函数是如何生成的呢 1. 派生类的构造函数必须调用基类的构造函数初始化属于基类的那一部分成员。如果基类没有默认的构造函数(注无参构造函数、全缺省构造函数、我们没写编译器默认生成的构造函数都可以认为是默认构造函数。)则必须在派生类构造函数的初始化列表阶段显示调用。(有参数的就需要显示调用) 2. 派生类的拷贝构造函数必须调用基类的拷贝构造完成基类的拷贝初始化。 3. 派生类的operator必须要调用基类的operator完成基类的复制。 4. 派生类的析构函数会在被调用完成后自动调用基类的析构函数清理基类成员。因为这样才能保证派生类对象先清理派生类成员再清理基类成员的顺序。 5. 派生类对象初始化先调用基类构造再调派生类构造。 6. 派生类对象析构清理先调用派生类析构再调基类的析构。 7. 因为后续一些场景析构函数需要构成重写重写的条件之一是函数名相同。那么编译器会对析构函数名进行特殊处理处理成destrutor()所以父类析构函数不加virtual的情况下子类析构函数和父类析构函数构成隐藏关系。 class Person
{
public:Person(const char* name peter): _name(name){cout Person() endl;}Person(const Person p): _name(p._name){cout Person(const Person p) endl;}Person operator(const Person p){cout Person operator(const Person p) endl;if (this ! p)_name p._name;return *this;}~Person(){cout ~Person() endl;}
protected:string _name; // 姓名
};class Student : public Person
{
public:Student(const char* name zhangsan, int id 0)//1.:_name(name)//禁止派生类初始化基类成员//2.派生类在调用构造函数时必须要先调用基类的构造函数所以要写在派生类成员初始化列表前面因为初始化列表按定义顺序进行初始化:Person(name) //调用方法显示调用基类构造函数实际上就是定义一个匿名对象,_id(0){}Student(const Student s)//我只有一个派生类成员该怎么调用基类的拷贝构造:Person(s) //直接进行传参即可根据定义派生类对象 可以赋值给 基类的对象 / 基类的指针 / 基类的引用。 -- 切割或切片//如果不显示调用基类拷贝构造这种行为也是错误的因为他不会默认调用拷贝构造而是默认调用构造函数所以我们要显示调用,_id(s._id){}Student operator(const Student s){if (this ! s){Person::operator(s);//因为构成重定义所以需要显示调用_id s._id;}return *this;}~Student(){//由于后面多态的原因,析构函数的函数名被//特殊处理了统一处理成destructor//显示调用父类析构无法保证先子后父//所以子类析构函数完成就自动调用父类析构这样就保证了先子后父编译器自动调用即可//为什么要保证先子后父//1.符合在栈里面的定义//2.因为先析构父类的话子类在没有析构前有可能会调用到父类的成员//如果先析构子类父类不会调用到子类的成员 -- 子可以用父父不能用子//Person::~Person();}
protected:int _id;
};int main()
{Student s1;Student s2(s1);Student s3(李四, 1);s1 s3;return 0;
}
注基类的析构函数是由编译器自动调用的。当一个对象被销毁时编译器会自动调用其析构函数。
在继承关系中如果子类没有显式定义自己的析构函数那么编译器会默认生成一个析构函数其中会自动调用基类的析构函数以完成基类对象的销毁工作。
只有在某些特定情况下子类需要在自己的析构函数中做一些额外的清理工作或资源释放时才需要显式定义自己的析构函数并在其中调用基类的析构函数。这样可以确保在子类对象被销毁时基类和子类的析构函数都会被正确地调用。
总结来说基类的析构函数是编译器自动调用的子类不需要显示调用基类的析构函数除非子类需要自己定义析构函数并在其中调用基类的析构函数。
5.继承与友元
友元关系不能继承也就是说基类友元不能访问子类私有和保护成员。
class Student;
class Person
{
public:friend void Display(const Person p, const Student s);
protected:string _name; // 姓名
};
class Student : public Person
{//friend void Display(const Person p, const Student s); //只要派生类也定义友元即可protected:int _stuNum; // 学号
};
void Display(const Person p, const Student s)
{cout p._name endl;cout s._stuNum endl;
}
int main()
{Person p;Student s;Display(p, s);return 0;
}
6.继承与静态成员
基类定义了static静态成员则整个继承体系里面只有一个这样的成员。无论派生出多少个子类都只有一个static成员实例 。
//静态成员属于父类和派生类
//派生类中不会单独拷贝一份继承的使用权
class Person
{
public:Person() { _count; }
protected:string _name; // 姓名
public:static int _count; // 统计人的个数。
};
int Person::_count 0;class Student : public Person
{
protected:int _stuNum; // 学号
};class Graduate : public Student
{
protected:string _seminarCourse; // 研究科目
};int main()
{Person p;Student s;cout p._count endl;cout s._count endl;cout Person::_count endl;cout Student::_count endl;return 0;
}
7.复杂的菱形继承及菱形虚拟继承
单继承一个子类只有一个直接父类时称这个继承关系为单继承 多继承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 菱形继承菱形继承是多继承的一种特殊情况只要有一个公共的基类都算是菱形继承 菱形继承的问题从下面的对象成员模型构造可以看出菱形继承有数据冗余和二义性的问题。在Assistant的对象中Person成员会有两份。 class Person
{
public:string _name; // 姓名int _age;
};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
};int main()
{Assistant as;//as._age 18;//直接访问会报错因为有两份_age产生二义性无法明确知道访问的是哪一个//需要显示指定访问哪个父类的成员可以解决二义性问题但是数据冗余问题无法解决as.Student::_age 18;as.Teacher::_age 30;return 0;
}
虚拟继承可以解决菱形继承的二义性和数据冗余的问题。如上面的继承关系在Student和Teacher的继承Person时使用虚拟继承即可解决问题。需要注意的是虚拟继承不要在其他地方去使用。只需要在继承方式前面加上virtual关键字就变成虚拟继承。
class Person
{
public:string _name; // 姓名int _age;
};class Student : virtual public Person
{
protected:int _num; //学号
};class Teacher : virtual public Person
{
protected:int _id; // 职工编号
};class Assistant : public Student, public Teacher
{
protected:string _majorCourse; // 主修课程
};int main()
{Assistant as;as._age 18;return 0;
}
虚拟继承解决数据冗余和二义性的原理 为了研究虚拟继承原理我们给出了一个简化的菱形继承继承体系再借助内存窗口观察对象成员的模型
class A
{
public:int _a;
};class B : virtual public A
{
public:int _b;
};class C : virtual public A
{
public:int _c;
};class D : public B, public C
{
public:int _d;
};
int main()
{D d;d.B::_a 1;d.C::_a 2;d._b 3;d._c 4;d._d 5;d._a 0;B b;C c;B* ptr1 b;ptr1-_a;C* ptr2 c;ptr2-_a;return 0;
} 8.继承的总结和反思
1. 很多人说C语法复杂其实多继承就是一个体现。有了多继承就存在菱形继承有了菱形继承就有菱形虚拟继承底层实现就很复杂。所以一般不建议设计出多继承一定不要设计出菱形继承。否则在复杂度及性能上都有问题。 2. 多继承可以认为是C的缺陷之一很多后来的OO(oop指面向对象语言)语言都没有多继承如Java。
3. 继承和组合public继承是一种is-a的关系。也就是说每个派生类对象都是一个基类对象。组合是一种has-a的关系。假设B组合了A每个B对象中都有一个A对象。(B对象中定义了一个A对象)
优先使用对象组合而不是类继承 。因为组合高内聚低耦合。
继承允许你根据基类的实现来定义派生类的实现。这种通过生成派生类的复用通常被称 为白箱复用(white-box reuse)。术语“白箱”是相对可视性而言在继承方式中基类的 内部细节对子类可见 。继承一定程度破坏了基类的封装基类的改变对派生类有很 大的影响。派生类和基类间的依赖关系很强耦合度高。
对象组合是类继承之外的另一种复用选择。新的更复杂的功能可以通过组装或组合对象 来获得。对象组合要求被组合的对象具有良好定义的接口。这种复用风格被称为黑箱复 用(black-box reuse)因为对象的内部细节是不可见的。对象只以“黑箱”的形式出现。 组合类之间没有很强的依赖关系耦合度低。优先使用对象组合有助于你保持每个类被 封装。
实际尽量多去用组合。组合的耦合度低代码维护性好。不过继承也有用武之地的有 些关系就适合继承那就用继承另外要实现多态也必须要继承。类之间的关系可以用 继承可以用组合就用组合。
