第六层：继承

news2024/11/17 2:30:59

文章目录

  • 前情回顾
  • 继承
    • 继承的作用
    • 继承的基本语法
      • 继承方式
        • 公共继承
        • 保护继承
        • 私有继承
    • 继承中的对象模型
    • 继承中的构造和析构顺序
    • 继承中同名成员访问
      • 非静态成员
      • 静态成员
    • 多继承
      • 语法
      • 注意
      • 多继承中的对象模型
      • 多继承父类成员名相同
    • 菱形继承
      • 概念
      • 菱形继承出现的问题
        • 虚继承
  • 步入第七层
  • 本章知识点（图片形式）

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前情回顾

在第五层中，我遇到了在C++中第二个重载，操作符重载，它与函数重载差别很大，对于操作符重载，本质其实为函数，只是将函数名换成了C++提供给程序员特定的名字，同时第五层的力量也掌握到了，要踏入第六层了…

继承

当脚接触到第六层的地面的时候，那到声音随之飘来：“这第六层可不简单，它的力量是面向对象的第二大特性——继承，希望你不要让我失望…”

继承的作用

继承是面向对象的三大特性之一，在C++中，有些类的关系如下图：
在这里插入图片描述
可以发现，这些类，下级的成员除了会拥有上级的特性，还拥有自己的特性，这个时候如果一个一个封装，会造成很多重复的代码，这里就可以用继承的力量，减少大量的重复代码。

继承的基本语法

在浏览一些网站的时候，比如：csdn、牛客，都会发现，它们都有公共的头部和底部，那我自己的csdn主页来说：
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
不一样的是中间的内容不相同，那如果用普通方法打印一下这个网页的基本内容会是什么样的？

#include<iostream>
using namespace std;

class A1
{
public:
	void head()
	{
		cout << "博客主页头部" << endl;
	}
	void middle()
	{
		cout << "A1的博客内容" << endl;
	}
	void  bottom()
	{
		cout << "博客主页底部" << endl;
	}
};
class A2
{
public:
	void head()
	{
		cout << "博客主页头部" << endl;
	}
	void middle()
	{
		cout << "A2的博客内容" << endl;
	}
	void  bottom()
	{
		cout << "博客主页底部" << endl;
	}
};
class A3
{
public:
	void head()
	{
		cout << "博客主页头部" << endl;
	}
	void middle()
	{
		cout << "A2的博客内容" << endl;
	}
	void  bottom()
	{
		cout << "博客主页底部" << endl;
	}
};
void test1()
{
	A1 a1;
	A2 a2;
	A3 a3;
	a1.head(); a1.middle(); a1.bottom();
	cout << "=======================" << endl;
	a2.head(); a2.middle(); a2.bottom();
	cout << "=======================" << endl;
	a3.head(); a3.middle(); a3.bottom();
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

在这里插入图片描述
每个都封装成类，看到是可以进行正常的输出的，但是，可以发现，重复代码很多，这些是不必要的，那现在就可以试试继承的写法，继承的基本语法为：

  • class 子类 : 继承方式 父类
    {
    子类的特点
    }
  • 子类也可以被叫做派生类
  • 父类也可以被叫做基类

普通用法中，可以将重复的代码，封装到父类当中，将每个子类特别的成员封装在子类里面，那继承方式是什么？

继承方式

继承方式一共有三种：

  1. 公共继承（public）
  2. 保护继承（protected）
  3. 私有继承（private）

在这里插入图片描述

公共继承

  • 父类所有权限不变继承到子类当中，但是不能访问私有权限的成员

保护继承

  • 父类除了私有权限的其他权限都变成保护权限继承到子类当中，私有权限内成员依然不能访问

私有继承

  • 父类中所有权限变成私有权限继承到子类当中，私有权限内成员依然访问不到

那了解了继承方式后，怎么用继承的方式写出上面的网页呢：

#include<iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
	void head()
	{
		cout << "博客主页头部" << endl;
	}
	void  bottom()
	{
		cout << "博客主页底部" << endl;
	}
};
class A1:public A
{
public:
	void middle()
	{
		cout << "A1的博客内容" << endl;
	}
};
class A2 :public A
{
public:
	void middle()
	{
		cout << "A2的博客内容" << endl;
	}
};
class A3: public A
{
public:
	void middle()
	{
		cout << "A2的博客内容" << endl;
	}
};
void test1()
{
	A1 a1;
	A2 a2;
	A3 a3;
	a1.head(); a1.middle(); a1.bottom();
	cout << "=======================" << endl;
	a2.head(); a2.middle(); a2.bottom();
	cout << "=======================" << endl;
	a3.head(); a3.middle(); a3.bottom();
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

在这里插入图片描述

继承中的对象模型

从父类继承过来的成员，那些属于子类？在继承方式当中提到，私有权限是访问不到的？那是否继承到了子类当中？

#include<iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
	int _a;
protected:
	int _b;
private:
	int _c;
};
class A1 :public A
{
public:
	int _d;
};
void test1()
{
	A1 a1;
	cout << sizeof(a1) << endl;
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

在这里插入图片描述
可以看到，父类内三个int占12，子类一个int占4，加起来正好是16，而输出的结果也是16，说明，父类内所有非静态成员会被继承到子类当中，只是父类内私有权限的成员被编译器藏起来了，不能进行访问，但是确实继承到了子类当中。

继承中的构造和析构顺序

那对于构造和析构呢？是先有的父类还是子类？可以试着用代码进行验证：

#include<iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
	A()
	{
		cout << "父类构造调用" << endl;
	}
	~A()
	{
		cout << "父类析构调用" << endl;
	}
};
class A1:public A
{
public:
	A1()
	{
		cout << "子类构造调用" << endl;
	}
	~A1()
	{
		cout << "子类析构调用" << endl;
	}
};
void test1()
{
	A1 a1;
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

在这里插入图片描述
可以看到，构造为先有父后由子，析构则反过来。

继承中同名成员访问

非静态成员

当子类和父类中出现了非静态同名成员，如何通过子类对象，访问子类或者父类中的非静态同名成员呢？

  • 子类：直接访问
  • 父类：需要加作用域

这里用代码进行验证：

#include<iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
	void a()
	{
		cout << "父类中调用" << endl;
	}
};
class A1:public A
{
public:
	void a()
	{
		cout << "子类中调用" << endl;
	}
};
void test1()
{
	A1 a1;
	a1.a();
	a1.A::a();
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}


成员属性的调用也与函数调用一样，可以用代码来进行验证：

#include<iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
	A()
	{
		_a = 10;
	}
	void a()
	{
		cout << "父类中调用" << endl;
	}
	void a(int a)
	{
		cout << "父类第二个函数调用" << endl;
	}
	int _a;
};
class A1:public A
{
public:
	A1()
	{
		_a = 20;
	}
	void a()
	{
		cout << "子类中调用" << endl;
	}
	int _a;
};
void test1()
{
	A1 a1;
	cout << a1._a << endl;
	cout << a1.A::_a << endl;
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

在这里插入图片描述

那如果在父类中，发生函数重载，子类能直接调用参数不同的那个函数吗？

、#include<iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
	void a()
	{
		cout << "父类中调用" << endl;
	}
	void a(int a)
	{
		cout << "父类第二个函数调用" << endl;
	}
};
class A1:public A
{
public:
	void a()
	{
		cout << "子类中调用" << endl;
	}
};
void test1()
{
	A1 a1;
	a1.a(10);
	a1.A::a();
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

在这里插入图片描述
编译器直接报错，程序是跑不起来的，这里是因为，在子类中出现与父类同名的成员函数，子类的同名函数会直接隐藏掉父类中所有的同名成员函数。

静态成员

静态成员的访问有两种：

  1. 通过对象访问
  2. 通过类名访问

对于这两个方法，第一种与非静态成员是一样的，可以验证一下第二种——通过类名访问：

#include<iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
	static void a()
	{
		cout << "父类中调用" << endl;
	}
};
class A1:public A
{
public:
	static void a()
	{
		cout << "子类中调用" << endl;
	}
};
void test1()
{
	A1 a1;
	A1::a();
	A1::A::a();
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

在这里插入图片描述
静态函数发生函数重载时也与非静态函数发生函数重载一样。

多继承

  • 在C++种，允许一个类继承多个类，这个时候就是多继承

语法

  • class 子类: 继承方式 父类1 , 继承方式 父类2 …

注意

  • 在多继承中，多个父类中可能有同名成员出现，这个时候需要加作用域来区分

多继承中的对象模型

那当子类继承多个父类的时候，每个父类内的非静态成员都会被继承过去吗？通过代码验证一下：

#include<iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
	int a;
	int b;
};
class A1
{
public:
	int _a;
	int _b;
};
class AA :public A, public A1
{
public:
	int _a1;
	int _b1;
};
void test1()
{
	AA aa;
	cout << sizeof(aa) << endl;
	
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

在这里插入图片描述
和普通继承一样，每个父类的非静态成员都会被继承到子类当中。

多继承父类成员名相同

  • 假设现在两个父类，有两个成员名时一样的，那子类能直接访问这个成员吗？
#include<iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
	int _a;
	int b;
};
class A1
{
public:
	int _a;
	int _b;
};
class AA :public A, public A1
{
public:
	int _a1;
	int _b1;
};
void test1()
{
	AA aa;
	aa._a;
	
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

在这里插入图片描述
编译器是直接报错的，是因为编译器不知道这个成员是来自与哪个父类，这个情况在C++中有个专业名词，叫做二义性，这个时候要怎么样才能访问到呢？就需要进行加作用域，假设现在访问A内的_a:

#include<iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
	int _a;
	int b;
};
class A1
{
public:
	int _a;
	int _b;
};
class AA :public A, public A1
{
public:
	int _a1;
	int _b1;
};
void test1()
{
	AA aa;
	aa.A::_a = 10;
	cout<<aa.A::_a<<endl;
	
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

在这里插入图片描述

菱形继承

概念

  • 两个子类继承了同一个父类，又有一个类，同时继承了两个子类

在这里插入图片描述

菱形继承出现的问题

  • 马和驴都继承了动物的数据，在骡子使用数据的时候，就会产生二义性，骡子继承动物的数据只需要一份，那应该怎么办？

虚继承

对于上面所说的二义性的问题，因为同样的数据只需要一份，这个时候就可以在继承的时候加上关键字：

  • vritual

将继承变成虚继承，这个时候最大的父类就为虚基类，可以用代码试验：

#include<iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
	int a;
	int b;
};
class AA:virtual public A
{


};
class AA1:virtual public A
{

};
class AAA :public AA, public AA1
{

};
void test1()
{
	AAA a;
	a.AA::a = 10;
	a.AA1::a = 20;
	cout << a.AA::a << endl;
	cout << a.AA1::a << endl;
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

在这里插入图片描述
发现，两个数据修改输出的结果是一样的，这个时候就是虚继承起到的作用，让将内部数据共享了一个，这个时候最小的子类也可以直接访问到这个属性：

#include<iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
	int a;
	int b;
};
class AA:virtual public A
{


};
class AA1:virtual public A
{

};
class AAA :public AA, public AA1
{

};
void test1()
{
	AAA a;
	a.AA::a = 10;
	a.AA1::a = 20;
	cout << a.a << endl;
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

在这里插入图片描述
这是为什么呢？那这个时候从父类继承下来些什么？这个时候从父类继承下来一个指针：

  • vbptr

这个指针叫做虚基类指针，它会指向一个叫做：

  • vbtable

虚基类表，虚基类表中有一个偏移量，这个偏移量会指向一个数据，每个子类指向的数据都是同一份，这个时候数据就只会有一个。
在这里插入图片描述

步入第七层

石碑倒下，大片尘土飞扬，尘土散去，只留下一串脚印，通往第七层…

本章知识点（图片形式）

在这里插入图片描述

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