前言
本文将粗略的介绍继承的一般性的概念及隐藏, 虚拟继承等难点, 主要目的还是服务于之后的多态, 因为继承主要就是为了实现多态.继承中主要还是概念的知识点, 但是这些知识与类的知识紧密联系到一起, 让我们对类有了更加丰富的操作.
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。虽然继承提供了一种代码复用的手段, 但是在使用中还是以组合的方式, 像一种类包含一种类的对象, 继承主要目的不是事先代码复用, 而是实现多态, 多态的的内容将在下一篇文章中展现.
1.2 继承的格式
class Derived : public Base // 公有继承
{
// TODO
}
1.2 继承的方式
在不同的继承方式下, 基类中各个区域的权限继承在派生类的权限也有可能改变, 改变结果如下:
1.3 继承的注意事项
- 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。
- 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。可以看出保护成员限定符是因继承才出现的。
- 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。
- 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。
- 如果一个类不想被继承, 就在类名后+ final
- 在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。
- 继承后, 派生类的模型中, 显示基类, 然后是派生类自己的成员
2 继承和派生类间的相互转换
- 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。
- 基类对象不能赋值给派生类对象
- 基类的指针可以通过强制类型转换赋值给派生类的指针。但是必须是基类的指针是指向派生类对象时才是安全的。
3 继成中的作用域
- 在继承体系中基类和派生类都有独立的作用域!
- 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, 不叫重载。(在子类成员函数中,可以使用 基类::基类成员 显示访问)
- 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。
- 注意在实际中在继承体系里面最好不要定义同名的成员。
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?
- 派生类的构造函数必须调用基类的构造函数初始化基类的那一部分成员。如果基类没有默认的构造函 数,则必须在派生类构造函数的初始化列表阶段显示调用。
- 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。
- 派生类的operator=必须要调用基类的operator=完成基类的复制。
- 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。 这其实是一个误区: 是实例化哪个类的对象就调哪个类的构造, 只不过在调用派生类的构造的参数列表中, 调用了基类的构造, 从打印的角度看好像是先调用了基类的后调用派生类的, 其实只是构造函数的函数体的内部基类比派生类先完成
- 派生类对象初始化先调用基类构造再调派生类构造。
- 派生类对象析构清理先调用派生类析构再调基类的析构。
5 友元与静态函数
5.1 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
5.2 静态函数
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
6 菱形继承与虚拟继承
C++有多继承,
那么如果多继承情况如下
那么派生类的模型就将如下
那么问题来了, 若果调_name会是student类的还是teacher类的?(这里是二义性)
菱形继承的问题:从上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。
这个时候, 就是虚拟继承上场的时候了:虚拟继承的存在就是为了解决 菱形继承的问题!
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
class Person
{
public :
string _name ; // 姓名
};
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
};
void Test ()
{
Assistant a ;
a._name = "peter";
}
7 继承的思考
从菱形继承上看, 多继承可以算是一种C++的缺陷, 在java中就已经不包含多继承了, 在实际使用继承期间, 可以发现继承实际上破坏了类的封装性, 并且子类继承父类后父类一旦有所改变势必牵连到子类的代码, 两方代码耦合度十分的大, 故我们的编程思想因该是:
优先使用对象组合,而不是类继承。