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4.6 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。
4.6.1 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:
//普通实现页面
//JAVA页面
class Java
{
public:
void header()
{
cout << "首页、公开课、登陆、注册....(公共头部)" << endl;
}
void footer()
{
cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;
}
void left()
{
cout << "Java、Python、C++...(公共分类列表)" << endl;
}
void conter()
{
cout << "Java学科视频" << endl;
}
};
//Pyyhon页面
class Python
{
public:
void header()
{
cout << "首页、公开课、登陆、注册....(公共头部)" << endl;
}
void footer()
{
cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;
}
void left()
{
cout << "Java、Python、C++...(公共分类列表)" << endl;
}
void conter()
{
cout << "Python学科视频" << endl;
}
};
//C++页面
class CPP
{
public:
void header()
{
cout << "首页、公开课、登陆、注册....(公共头部)" << endl;
}
void footer()
{
cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;
}
void left()
{
cout << "Java、Python、C++...(公共分类列表)" << endl;
}
void conter()
{
cout << "C++学科视频" << endl;
}
};
void test01()
{
cout << "Java下载视频页面如下: " << endl;
Java ja;
ja.header();
ja.footer();
ja.left();
ja.conter();
cout << "--------------------------" << endl;
cout << "Ptyhon下载视频页面如下: " << endl;
Python py;
py.header();
py.footer();
py.left();
py.conter();
cout << "--------------------------" << endl;
cout << "C++下载视频页面如下: " << endl;
CPP cpp;
cpp.header();
cpp.footer();
cpp.left();
cpp.conter();
}
int main()
{
test01();
system("pause");
return 0;
}
继承实现:
//继承实现页面
//公共页面类
class BasePage
{
public:
void header()
{
cout << "首页、公开课、登陆、注册....(公共头部)" << endl;
}
void footer()
{
cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;
}
void left()
{
cout << "Java、Python、C++...(公共分类列表)" << endl;
}
};
//继承的好处:减少重复代码
//语法:class 子类: 继承方式 父类
//子类 也称为 派生类
//父类 也成为 基类
//Java页面
class Java :public BasePage
{
public:
void conter()
{
cout << "Java学科视频" << endl;
}
};
//Python页面
class Python :public BasePage
{
public:
void conter()
{
cout << "Pythoon学科视频" << endl;
}
};
//C++页面
class CPP:public BasePage
{
public:
void conter()
{
cout << "C++学科视频" << endl;
}
};
void test01()
{
cout << "Java下载视频页面如下: " << endl;
Java ja;
ja.header();
ja.footer();
ja.left();
ja.conter();
cout << "--------------------------" << endl;
cout << "Ptyhon下载视频页面如下: " << endl;
Python py;
py.header();
py.footer();
py.left();
py.conter();
cout << "--------------------------" << endl;
cout << "C++下载视频页面如下: " << endl;
CPP cpp;
cpp.header();
cpp.footer();
cpp.left();
cpp.conter();
}
int main()
{
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
继承的好处:可以减少重复的代码
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。
从基类继承过来的表现其共性,而新增的成员体现了其个性。
4.6.2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
//继承方式
//公共继承
class Base1
{
public:
int m_A;
protected:
int m_B;
private:
int m_C;
};
class Son1 :public Base1
{
public:
void func()
{
m_A = 10;//父类中的公共权限成员 到子类中依然是公共权限
m_B = 10;//父类中的保护权限成员 到子类中依然是保护权限
//m_C = 10;//父类中的私有权限成员 子类访问不到
}
};
void test01()
{
Son1 s1;
s1.m_A = 100;
//s1.m_B = 100;//到Son1中 m_B是保护权限,类外访问不到
}
//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 = 100;//父类中公共成员 到子类中变为保护权限
m_B = 100;//父类中保护成员 到子类中变为保护权限
//m_C = 100;//父类中的私有权限成员 子类访问不到
}
};
void test02()
{
Son2 s2;
//s2.m_A = 1000;//不可访问
//s2.m_B = 1000;//不可访问
//s2.m_C = 1000;//不可访问
}
//私有继承
class Base3
{
public:
int m_A;
protected:
int m_B;
private:
int m_C;
};
//私有继承
class Son3 :private Base3
{
public:
void func()
{
m_A = 100;//父类中公共成员 到子类中变为私有权限
m_B = 100;//父类中保护成员 到子类中变为私有权限
//m_C = 100;//父类中的私有权限成员 子类访问不到
}
};
class GrandSOn3 :public Son3
{
public:
void func()
{
//m_A = 1000;
//m_B = 1000;
//m_C = 1000;//都访问不到
}
};
void test03()
{
Son3 s3;
//s3.m_A = 1000;//不可访问
//s3.m_B = 1000;//不可访问
//s3.m_C = 1000;//不可访问
}
int main()
{
system("pause");
return 0;
}
4.6.3 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?
//继承中的对象模型
class Base
{
public:
int m_A;
protected:
int m_B;
private:
int m_C;
};
class Son :public Base
{
public:
int m_D;
};
void test01()
{
//16
//在父类中所有非静态的成员属性都会被子类继承下去
//父类中私有成员属性 是被编译器隐藏了,因此是访问不到 但是确实被继承下去了
cout << "size of Son= " << sizeof(Son) << endl;
}
int main()
{
test01();
system("pause");
return 0;
}
父类中私有成员也是被子类继承下去了 只是由于编译器给隐藏后访问不到
4.6.4 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?
//继承中的构造和析构顺序
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;
}
};
void test01()
{
//Base b;
//继承中的构造和析构的顺序如下:
//先构造父类,再构造子类,析构的顺序与构造的顺序相反
Son s;
}
int main()
{
test01();
system("pause");
return 0;
}
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。
4.5.6 继承中同名成员处理方式
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
//继承中同名成员处理
class Base
{
public:
Base()
{
m_A = 100;
}
void func()
{
cout << "Base-func()调用" << endl;
}
void func(int a)
{
cout << "Son-func(int a)调用" << endl;
}
int m_A;
};
class Son :public Base
{
public:
Son()
{
m_A = 200;
}
void func()
{
cout << "Son-func()调用" << endl;
}
int m_A;
};
//同名成员属性处理
void test01()
{
Son s;
cout << "Son 下 s.m_A= " << s.m_A << endl;
//如果通过子类对象,访问到父类中同名成员,需要加作用域
cout << "Base 下 s.m_A=" << s.Base::m_A << endl;
}
//同名成员函数处理
void test02()
{
Son s;
s.func(); //直接调用是子类中的同名成员
s.Base::func();
//如果子类中出现和父类同名的成员函数,子类的同名成员会隐藏掉父类中所有同名成员函数
//如果想访问到父类中被隐藏的同名成员函数,需要加作用域
//s.func(100);
s.Base::func(100);
}
int main()
{
test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
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,子类会隐藏掉父类中所有同名成员函数,加作用域可以访问到父类中同名函数。
4.6.6 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
//继承中同名静态成员处理
class Base
{
public:
static int m_A;
static void func()
{
cout << "Base-static void func()" << endl;
}
static void func(int a)
{
cout << "Base-static void func(int a)" << endl;
}
};
int Base::m_A = 100;
class Son :public Base
{
public:
static int m_A;
static void func()
{
cout << "Son-static void func()" << endl;
}
};
int Son::m_A = 200;
//同名静态成员属性
void test01()
{
cout << "通过对象访问: " << endl;
//1、通过对象访问数据
Son s;
cout << "Son 下 m_A= " << s.m_A << endl;
cout << "Base 下 m_A=" << s.Base::m_A << endl;
//2、通过类名访问
cout << "通过类名访问: " << endl;
cout << "Son 下 m_A= " << Son::m_A << endl;
//第一个::代表通过类名方式来访问,第二个::代表访问父类作用域下
cout << "Base 下 m_A=" << Son::Base::m_A << endl;
}
//同名静态成员函数处理
void test02()
{
cout << "通过对象访问: " << endl;
//通过对象访问
Son s;
s.func();
s.Base::func();
//通过类名访问
cout << "通过类名访问: " << endl;
Son::func();
Son::Base::func();
//当子类与父类拥有同名的成员函数,子类会隐藏掉父类中所有同名成员函数,加作用域可以访问到父类中同名函数。
Son::Base::func(100);
}
int main()
{
test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
总结:同名静态函数处理方式和非静态处理方式一样,只不过有两种访问方式(通过对象 和 通过类名)
4.6.7 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
//多继承语法
class Base1
{
public:
Base1()
{
m_A = 100;
}
int m_A;
};
class Base2
{
public:
Base2()
{
m_A = 200;
}
int m_A;
};
//子类 需要继承Base1和Base2
//语法: class 子类:继承方式 父类1,继承方式 父类2...
class Son :public Base1, public Base2
{
public:
Son()
{
m_C = 300;
m_D = 400;
}
int m_C, m_D;
};
void test01()
{
Son s;
cout << "size of Son= " << sizeof(Son) << endl;//16
//当父类中出现同名的成员
cout << "Base1::m_A= " << s.Base1::m_A << endl;
cout << "Base2::m_A= " << s.Base2::m_A << endl;
}
int main()
{
test01();
//test02();
system("pause");
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着两个派生类
- 这种继承被称为菱形继承,或者钻石继承
典型的菱形继承案例:
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。
//动物类
class Animal
{
public:
int m_Age;
};
//利用虚继承 解决菱形继承的问题
//继承之前加入关键字 virtual 变为虚继承
//Animal称为 虚基类
//羊类
class Sheep:virtual public Animal{};
//驼类
class Tuo :virtual public Animal {};
//羊驼类
class SheepTuo :public Sheep, public Tuo {};
void test01()
{
SheepTuo st;
st.Sheep::m_Age = 18;
st.Tuo::m_Age = 28;
//当菱形继承,两个父类拥有相同数据,需要加以作用域区分
cout << "st.Sheep::m_Age= "<<st.Sheep::m_Age << endl;
cout << "st.Tuo::m_Age= " << st.Tuo::m_Age << endl;
cout << "st.m_Age = "<<st.m_Age << endl;//28
//这份数据我们知道只要有一份就可以了,菱形继承导致数据有两份,资源浪费
}
int main()
{
test01();
system("pause");
return 0;
}
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
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