6.C++：继承

news2024/12/24 2:09:49

一、继承

//1.类中的保护和私有在当前类中没有差别；

//2.在继承后的子类中有差别，private在子类中不可见，所以用protected；

class person
{
public:
    void print()
    {
        cout << "name:" << _name << endl;
        cout << "age:" << _age << endl;
    }
protected:     //若换为private，则执行错误
    string _name = "peter";
    int _age = 18;
};

class student: public person
{
protected:
    int stuid;
};
int main()
{
    student s;
    s.print();
    return 0;
}

二、 基类和派生类对象赋值转换

class person
{
protected:
    string _name;
    string _sex;
    int _age;
};
class student: public person
{
protected:
    int stuid;
};
int main()
{
    person p;
    student s;
    //子类和父类之间的赋值兼容规则
    //1.子类对象可以赋值给父类对象/指针/引用
    p = s;
    person* ptr = &s;
    person& ref = s;
    //反过来
    s = p;     //不可以
    student* ptr = &p; //有时候可以
    student& ref = p;
    return 0;
}

指针ptr指向student类中父类的那一部分；

引用ref是子类student中父类那一部分的别名； 

三、继承中的作用域

class person
{
protected:
    string _name = "peter";
    int _num = 111;
};
class student: public person
{
public:
    void print()
    {
        cout << "姓名：" << _name << endl;
        cout << "学号：" << _num << endl;
    }
protected:
    int _num = 999;
};
int main()
{
    student s;
    s.print();   
    return 0;
}
//输出： 姓名：peter
       // 学号：999

//1.两个_num在不同的作用域中，一个在父类，一个在子类，不会报错；

//2.当父类和子类同时有同名成员时，子类的成员隐藏于父类的成员（重定义）；

//优先访问子类，现在子类中找，再去父类；

 访问父类_num:

class person
{
protected:
    string _name = "peter";
    int _num = 111;
};
class student: public person
{
public:
    void print()
    {
        cout << "姓名：" << _name << endl;
        cout << "学号：" << _num << endl;
        cout << "学号：" << person::_num << endl; //指定作用域即可
    }
protected:
    int _num = 999;
};
int main()
{
    student s;
    s.print();
    return 0;
}

 //1.A和B的fun构成什么关系？

//重定义（隐藏），不是重载，重载必须在同一个作用域

//函数只要函数名相同，不需要参数相同

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.fun(); //执行错误
    b.fun(123456);
    b.A::fun(); //调用A的fun()
    return 0;
}

四、派生类的默认成员函数 

class Person
{
public:
    //1.构造函数
    Person(const char* name = "peter")
        : _name(name)
    {
        cout << "Person()" << endl;
    }
    //2.拷贝构造
    Person(const Person& p)
        : _name(p._name)
    {
        cout << "Person(const Person& p)" << endl;
    }
    //3.赋值
    Person& operator=(const Person& p)
    {
        cout << "Person operator=(const Person& p)" << endl;
        if (this != &p)
            _name = p._name;
        return *this;
    }
    //4.析构函数
    ~Person()
    {
        cout << "~Person()" << endl;
    }
protected:
    string _name;
};

class Student : public Person
{
public:
    Student(const char* name, int num)
        : Person(name) //调用父类的构造函数
        , _num(num)
    {
        cout << "Student()" << endl;
    }
    Student(const Student& s)
        : Person(s) //调用父类的拷贝构造
        , _num(s._num)
    {
        cout << "Student(const Student& s)" << endl;
    }
    Student& operator=(const Student& s)
    {
        if (this != &s)
        {
            Person::operator =(s);//重定义，调用父类的person::
            _num = s._num;
        }
        cout << "Student& operator= (const Student& s)" << endl;
        return *this;
    }
    ~Student()  
    {
       // Person::~Person();//与~Person()构成隐藏
        cout << "~Student()" << endl;//调用子类析构后会自动调用父类析构
    }
protected:
    int _num; //学号
};
int main()
{
    Student s1("peter",11);
    Student s2(s1);
    return 0;
}

//输出：

Person()   //父类构造
Student()  //子类构造
Person(const Person& p)  //父类拷贝构造
Student(const Student& s)  //子类拷贝构造
~Student()   //s2析构
~Person()    //子类调用析构，自动调用父类析构
~Student()  //s1析构
~Person()

int main()
{
    Student s1("peter",11);
    Student s3("rose",20);
    s1 = s3;
    return 0;
}

 //输出：

Person()  //s1构造
Student()
Person()  //s2构造
Student()
Person operator=(const Person& p)  //父类赋值
Student& operator= (const Student& s)  //子类赋值
~Student()  //s3析构
~Person()
~Student()  //s1析构
~Person()

如何设计一个不能被继承的类？ 

构造函数私有化，不能被继承，对象无法生成

class A
{
private:
    A()
    {}
};
class B :public A
{};

五、友元与继承

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; //注意
class Person
{
public:
    friend void Display(const Person& p, const Student& s);
protected:
    string _name;
};
class Student : public Person
{
    friend void Display(const Person& p, const Student& s);
protected:
    int _stuNum; 
};

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;
}

 或者：

class Student;
class Person
{
protected:
    string _name;
};
class Student : public Person
{
    friend void Display(const Person& p, const Student& s);
protected:
    int _stuNum; 
};

void Display(const Person& p, const Student& s)
{
    cout << s._name << endl;
    cout << s._stuNum << endl;
}
int main()
{
    Person p;
    Student s;
    Display(p, s);
    return 0;
}

六、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 。 
class Person
{
public:
    Person() 
    { 
        ++_count; 
    }
    string _name; 
    static int _count; 
};
int Person::_count = 0;
class Student : public Person
{
public:
    int _stuNum; 
};
int main()
{
    Person p;
    Student s;
    p._name = "jack";
    s._name = "rose";
    p._count = 1;
    s._count = 2;
    cout << Person::_count << endl;
    return 0;
}

_count放在静态区，只有一个_count，p和s中的_count是一个

七、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

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
};
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()
{
    // 这样会有二义性无法明确知道访问的是哪一个
    Assistant a;
    a._name = "peter";
    // 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
    a.Student::_name = "xxx";
    a.Teacher::_name = "yyy";
}

解决方法：

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
};

virual分析：

 

八、继承和组合

//1.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。
//2.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。
//3.继承与组合都可以的情况下，优先使用对象组合，而不是类继承 。 
// Car和BMW Car和Benz构成is-a的关系
class Car {
protected:
    string _colour = "白色"; // 颜色
    string _num = "陕ABIT00"; // 车牌号
};

class BMW : public Car {
public:
    void Drive() { cout << "好开-操控" << endl; }
};

class Benz : public Car {
public:
    void Drive() { cout << "好坐-舒适" << endl; }
};
// Tire和Car构成has-a的关系
class Tire {
protected:
    string _brand = "Michelin"; // 品牌
    size_t _size = 17; // 尺寸
};
class Car {
protected:
    string _colour = "白色"; // 颜色
    string _num = "陕ABIT00"; // 车牌号
    Tire _t; // 轮胎
};

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