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继承

1. 继承的相关概念：

继承： 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。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。

2. 继承的定义：

（1）定义格式：

class 派生类 : 继承方式 基类 {};

（2）访问限定符和继承方式：

继承方式和访问限定符都是：public、protected、private组成。

对于普通类来说，访问限定符中protected和private是一样的，只是类内部访问。但涉及继承的话就有所区别了。或者说protected就是为了继承才出现的。

继承与访问限定符之间是存在密切的联系的：我们可以用权限来排序：public>protected>private。
子类中，父类成员的访问权限的大小，取决于父类访问限定符和继承方式权限最小的那个决定。
比如：

public继承，就保留基类（父类）原有访问限定符修饰，不做任何更改：

1. public修饰的成员可以被子类或者外部访问。

2. protected修饰的成员只能被子类访问而不能被外部访问。

3. private修饰的成员，只有自己内部可以访问。

如果是protected继承：

父类中的 public的成员，在子类对象中，是以 protected的权限来修饰的。因此父类对象，可以外部调用父类public成员，而子类对象，却不能外部调用该继承的成员。

同样道理private继承：

如果是 private继承，则父类所有成员都是私有，子类无法访问，外部也无法访问。这样的继承在实际中，用处很少。

（3）默认继承方式：

为了兼容C语言，默认继承方式和默认访问限定符上，struct和class都是有所区别的：

• struct： 默认继承方式和默认访问限定符都是public；

• class： 默认继承方式和默认访问限定符都是private；

3.基类和派生类的关系：

（1）基类和派生类的类型转换过程：

转换过程分为向上转换和向下转换：

1. 向下转换：基类 —> 派生类

1. 派生类对象不能用基类对象赋值转换：赋值不完全，比如派生类特有的成员属性不能被赋值。
2. 派生类指针or引用，可以用基类的地址or对象来赋值。

2. 向上转换：派生类 —> 基类

1. 继承向上转换的过程，会发生赋值兼容，也叫切片或者切割。
2. 基类对象用派生类对象赋值，是被允许的。
3. 基类指针or引用，可以派生类地址or对象来赋值 (表示的是：指向派生类中父类部分的地址或别名)。

举个例子：Student对象—>Person对象 其中 _No部分就被切片掉了，Person对象的赋值也是完整的。

（2）作用域：基类和派生类有各自的作用域：

每个类都有自己的作用域，继承中也当然不意外，我是想借着作用域谈论一些问题：

1. 派生类访问基类成员：

• 成员变量： 如果基类和派生类存在同名情况（重定义），就近原则，访问派生类中的；如果不存在同名情况，派生类中，可以向上查找 (在派生类中没有发现该成员变量，就会自动去基类寻找)

• 成员函数： 如果函数名相同（重定义），就不会调用基类的函数，哪怕参数不同，也不会去调用，只会报编译错误。比如：基类是func()，派生类是func(int a);调用是func();不会向上找，只会报错。

2. 三大重要概念的区分：

• 函数重载： 在相同作用域中，两个或多个函数名相同，参数不同的函数，构成函数重载。

• 重写（覆盖）： 分别定义在基类和派生类的同名虚函数，满足函数名、参数、返回值都相同（协同例外）的条件下构成重写，也叫覆盖。(多态会详细说明)

• 重定义（隐藏） 两函数分别定义在基类和派生类作用域，函数名相同。除去重写就是重定义，也叫隐藏。

4. 派生类的默认成员函数：

5. 友元与静态成员的继承：

（1）友元函数不继承： 就像你父亲的朋友，不一定是你的朋友，需要后期培养（主动声明）。
（2）静态成员继承： 派生类可以使用静态成员，但是静态成员不属于派生类，属于基类。也就是派生类继承不包括静态成员。

6. 多继承：

多继承是C++的大坑语法，Java就吸取教训，没有这么复杂。我们一起来了解下：
（1）正常多继承： 多继承用来描述一些对象的，比如一个对象可能是老师，也是学生，所以同时具有老师和学生的特征。这当然是没问题的，也很符合面向对象的观点。

正常多继承格式：

class 派生类 ：继承方式 基类1，继承方式 基类2，··· {}；

（2）菱形继承： 一个类通过多个路径继承同一个基类，称为菱形继承。就比如上述举的例子，老师和学生，但在老师类和学生类中，他们都是继承人这个类，所以这个对象在Teacher中有一份Person的基础属性，在Student中又有一份Person的基础属性，比如姓名，性别，身份证。这些东西这个对象只需要一个就可以了。

举例：B、D、E、C构成的菱形继承

如果按照正常继承的方式继承：我们得到的C对象内部结构如下图：

• 菱形继承的问题： 数据冗余和二义性： 存在两份重复基类的成员变量，调用时无法明确调用哪一个，或者说对于这个对象本身，存在两份就是错误的。

• 解决菱形继承问题： 虚继承。

• 虚继承效果： 将基类的成员变量单独放置，多存储一个指针，指针指向为当前与基类成员变量的偏移量。若出现菱形继承情况，只存一个基类成员变量，不同派生类更改偏移量即可访问。记录偏移量的指针往往相近，所以被称作“虚基表”，可以存储在代码段（常量区）。

虚继承的格式：

class 派生类 virtual 继承方式 基类 {}；

注意：最后继承不能用虚继承。

按照上述方式虚继承，C对象结构如下：

菱形继承是大坑，除了适合出题，没有其他，在实际过程中，最好是别写菱形继承

7. 组合与继承：

左：组合 ---- 右：继承

（1）组合：耦合度相对低一些（得到的权限小，关联度低些），两个类之间是has-a的关系；黑盒子：对类成员并不明确；只有public可以访问，只受public函数更改而影响。

（2）继承：耦合度更高（得到的权限大，关联度高些），基类与派生类是is-a的关系；白箱子：对基类结构清楚；public和protected都可访问，更改会受到影响。

8. 两种无法继承的类：

（1）final修饰的类：class 类名 final{};
（2）将类的构造函数和析构函数设为private。

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总结

继承是C++的语言的一重大进步，更加的面向对象，但存在一些缺陷，需要避免。

世界还有很多值得探索，所以请 天天开心！ 🎈

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