【C++打怪之路Lv13】- “继承“篇

news2024/11/7 19:06:55

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目录

继承本质意义是复用

继承的概念及定义

概念

继承定义 

格式

继承基类成员访问方式的变化

表格法(谁小谁做主)

总结 

1)谁的权限小(派生类)听谁的 

2)

3)

4)实际中一般用public继承

代码

基类和派生类对象赋值(兼容)转换

概念

1、派生类对象可以赋值给基类对象 

2、基类对象不能赋值给派生类对象

原因

继承的作用域

规则

概念

1.隐藏/重定义

2.在实际中在继承体系里面最好不要定义同名的成员

派生类的默认成员函数 

1)派生类的构造函数

①派生类对象的初始化顺序

2)派生类的拷贝构造函数

3)派生类的赋值运算符

4)派生类的析构函数

①顺序

②析构函数重写

 继承与友元

 继承与静态成员

复杂的菱形继承及菱形虚拟继承 

继承与组合 

面试题

1、

2、

3、


继承本质意义是复用

继承的概念及定义

概念

什么是继承?

继承是面向对象程序设计中实现代码复用的关键机制,它允许程序员在保留基类特性的同时,创建具有额外功能的新类,即派生类。

这种机制展现了对象层次结构,并映射了从简单到复杂的认知发展过程。与传统的函数复用不同,继承实现了类级别的复用。
(简单来说就是儿子继承父业:儿子在父业的基础上开拓新的东西或装饰)


继承定义 

格式


继承基类成员访问方式的变化

表格法(谁小谁做主)

总结 

1)谁的权限小(派生类)听谁的 

照public列来说:

①对应行基类的public成员:public小,听public的,派生类是public

②对应行基类的protected成员:protected小,听protected的,派生类是protected

③对应行基类的private成员:private小,听private的,派生类不可见

2)

①被其所属类的成员函数访问
②被类的对象直接访问
③被派生类的(成员/函数)访问

在私有限定符下:①

保护限定符下:①③

3)

struct默认继承方式是public

class默认继承方式是private

4)实际中一般用public继承


代码

这是在父类的成员函数、成员变量处于public(公有)下

如果成员变量不是处于public下呢,我们该怎么修改对象的其中一个成员变量?

 答案是在公有public设置成员函数



基类和派生类对象赋值(兼容)转换

简称:切割/切片

概念

区别于:类型转换,中间会产生临时变量(隐式变量是常量加const)

(C语言的截断和提升:int型->(赋值)char, 然后char->int)

简单来说:

 派生类到基类的赋值兼容性允许派生类对象被赋值给基类对象,而无需显式类型转换。这种赋值过程不涉及临时变量。

与类型转换不同,派生类到基类的赋值是一种切片操作,仅保留基类部分。

1、派生类对象可以赋值给基类对象 


2、基类对象不能赋值给派生类对象

简单理解:不能把小的变成大的

原因



继承的作用域

规则

局部域、全局域、命名空间域、类域:
1.会影响语言编译查找规则;
怎么找?:先到局部找,再到全局找
2.局部域和全局域会影响生命周期


概念

1.隐藏/重定义

隐藏发生在派生类中,当派生类定义了与基类同名的成员函数或成员变量时基类中的同名成员在派生类的作用域内被隐藏

隐藏与重载不同,重载要求函数在同一个作用域内具有不同的参数列表

简单来说:

(隐藏:函数名相同;
区别于重载:重载前提要求在同一个作用域)

派生类中和基类有同名函数/同名变量


2.在实际中在继承体系里面最好不要定义同名的成员

如要确实使用/访问同名的,使用作用域解析运算符来明确指出你想要访问的是哪个类的成员(指定/显示)

class Base
{
public:
	void Print()
	{
		cout << "Base_Print()" << endl;
	}
}; 

class Derived : public Base
{
public:
	// 定义一个与基类同名的成员函数 
	void Print()
	{
		cout << "Derived_Print()" << endl;
	}

	// 使用作用域解析运算符调用基类的成员函数
	void Base_Print()
	{
		Base::Print();
	} 
};

int main()
{	
	Derived d;
	d.Print();
	
	// 下面↓↓↓两个等价 
	// 使用作用域解析运算符调用基类中的Print函数
	d.Base_Print();
	// 直接使用作用域解析运算符调用基类中的Print函数
	d.Base::Print();
	
	
	return 0;
}

派生类的默认成员函数 

1)派生类的构造函数

①派生类对象的初始化顺序

基类构造函数先于派生类构造函数执行(先有基类[地基]再有派生类[建筑高层])

C++遵循顺序:按声明的顺序走
(必须先父后子,因为子类构造初始化可能会用父类成员;没有初始化父,父类成员就是随机值)
父类构造可以显示写,可以保证先父后子

子类默认生成的构造
父类成员(整体)    --    默认构造
子类自己的内置成员 -- 一般不处理
子类自己的自定义成员 -- 默认构造


2)派生类的拷贝构造函数

(一般情况下不需要写浅拷贝)

派生类拷贝构造函数负责正确复制基类部分和派生类新增成员

子类默认生成的拷贝构造
父类成员(整体)    -- 调用父类的拷贝构造
子类自己的内置成员 -- 值拷贝
子类自己的自定义成员 -- 调用他的拷贝构造
一般就不需要自己写了,子类成员涉及深拷贝,就必须自己实现


3)派生类的赋值运算符

(赋值重载跟拷贝构造相似)

 派生类赋值运算符负责正确赋值基类部分和派生类新增成员


4)派生类的析构函数

①顺序

派生类析构函数先于基类析构函数执行【先有派生类的析构函数(毁掉高层)再有基类的析构函数(毁掉地基)

父类析构不能显示调用,因为显式调用不能保证先子后父

子类默认生成的析构
父类成员(整体) -- 调用父类的析构
子类自己的内置成员 -- 不处理
子类自己的自定义成员 -- 调用析构

不能先父后子原因:

因为子类析构时可能会用到父类成员的;先父后子,就可能会出问题
父类析构不是自己显示调用的,子类析构结束时自动调用的

②析构函数重写

派生类析构函数隐式调用基类析构函数

如果基类的析构函数不是虚函数派生类的析构函数会隐藏基类的析构函数,而不是重写它。

 



 继承与友元

友元关系不能继承
(基类友元不能访问子类私有成员和保护成员)
简单来说:爸爸的朋友不是我的朋友
关键词:friend

 



 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
简单来说:基类加了static修饰,该成员为为相同地址
关键词:static

class Base
{
public:
	static int static_val;
};

// 初始化基类的静态成员
int Base::static_val = 10;

class Derived : public Base
{};

int main()
{
	cout << "Base::static_val:" << Base::static_val << endl;
	cout << "Derived::static_val:" << Derived::static_val << endl;
	
	// 修改基类的val值 
	Base::static_val = 30; 
	// 打印派生类的val值 
	cout << "Derived::static_val:" << Derived::static_val << endl;
	
	return 0;
}


复杂的菱形继承及菱形虚拟继承 



继承与组合 



面试题

1、

①什么是菱形继承?

菱形继承是指一个类同时继承自两个或多个类,而这些父类又共同继承自一个共同的祖先类,形成一个菱形结构
②菱形继承的问题是什么?

  • 数据冗余:共同祖先类的成员在派生类中存在多份副本。
  • 二义性:如果共同祖先类中有成员在派生类中被重新定义,那么在访问该成员时可能会产生二义性。

2、

①什么是菱形虚拟继承?

菱形虚拟继承是指在菱形继承结构中,共同祖先类通过虚拟继承的方式被继承,以确保在派生类中只存在一份共同祖先类的成员
②如何解决数据冗余和二义性的

虚拟继承:通过在继承声明中使用关键字 virtual,确保共同祖先类的成员在派生类中只被实例化一次,从而解决数据冗余和二义性问题

3、

①继承和组合的区别?

  • 继承:是一种 “is-a” 关系,派生类是基类的一种特化。
  • 组合:是一种 “has-a” 关系,一个类包含另一个类的对象作为其成员

②什么时候用继承?

继用时:

  • 当派生类需要扩展或特化基类的行为时。
  • 当派生类和基类之间存在明确的 “is-a” 关系时

③什么时候用组合?

 组合时:

  • 当类需要使用另一个类的功能,但不需要继承其接口时。
  • 当需要复用代码,但又不希望引入继承带来的强耦合关系时


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完结!!!
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