C++ 继承（2）

news2025/3/11 1:22:42

Hello！！大家早上中午晚上好！！今天收尾继承剩余部分内容！！

一、友元不能继承

基类的友元函数不能被子类继承，也就是基类的友元函数访问不了子类的私有或保护成员！

1.1解决方法在子类再声明一次友元

//基类友元不能访问子类私有和保护成员
class B;
class A
{
public:
	friend void Print(const B& b);
	int _a=0;
};
class B:public A
{
	//friend void Print(const B& b);
	const char* _ch = "你好！！";
};
void Print(const B& b)
{
	cout << b._ch << endl;//报错
}
int main()
{
	A a;
	B b;
	Print(b);
	return 0;
}

编译报错：

解决办法：在子类再声明一次友元函数

代码更改：

class B:public A
{
	friend void Print(const B& b);//子类声明友元
	const char* _ch = "你好！！";
};

再运行：

二、基类的静态成员

2.1在继承体系中，基类的静态成员，有且只有一份实例，无论派生出多少个子类；

class A
{
public:
	A() 
	{
		++cout;
	}
	static int cout;
};
int A::cout = 0;
class B:public A
{
};
class C :public B
{

};
int main()
{
	A a1;
	B b1;
	B b2;
	B B3;
	C c1;
	cout << A::cout << endl;
	cout << B::cout << endl;
	cout << C::cout << endl;
	B::cout = 0;
	cout << A::cout << endl;
	cout << B::cout << endl;
	cout << C::cout << endl;
	return 0;
}

2.2运行：

三、多继承

3.1首先理解单继承

什么是单继承？

当子类只有一个直接父类的时候属于单继承：

3.2再来理解多继承

什么是多继承？

当子类有两个或以上的直接父类的时候属于多继承：

3.3多继承衍生出的菱形继承

什么是菱形继承？

如图：

3.4菱形继承衍生出数据冗余和二义性问题

写一个简单的菱形继承：

class Person
{
public:
	string _name = "张三";
};
class Student :public Person
{
public:
	int _id=12345;//学号
};
class Teacher :public Person
{
public:
	int _number=112233;//职工编号
};
class Scientist :public Student, public Teacher
{
public:
	string _subject = "物理";
};
int main()
{
	Scientist s1;
	cout << s1._name << endl;//报错
	return 0;
}

图解：

编译报错：

因为此时Scientist里有一个两个类对象，这两个类对象里都存在一个_name,编译器就不知道访问哪个，这就是菱形继承产生二义性的问题；

虽然你可以用类域访问符访问，但数据冗余问题依然存在，Scientist里面始终存在两个一样的成员变量！

用类域访问

四、菱形虚拟继承

4.1使用虚拟继承解决菱形继承存在数据冗余和二义性的问题

方法：在腰部位置添加virtual关键字(注意：除了菱形继承不要在其他位置使用虚拟继承)

代码更改：

class Student :virtual public Person
{
public:
	int _id=12345;//学号
};
class Teacher :virtual public Person
{
public:
	int _number=112233;//职工编号
};

更改完后不需要加类域访问符编译也不会报错；

4.2虚拟继承的底层实现

为了方便查看，重新定义简化版的菱形虚拟继承，走内存窗口查看实现原理：

class A
{
public:
	int a;
};
class B :virtual public A
{
public:
	int b;
};
class C :virtual public A
{
public:
	int c;
};
class D :public B, public C
{
public:
	int d;
};
int main()
{
    //给每个成员变量赋值方便查看
	D d;
	d.B::a = 1;
	d.C::a = 2;
	d.b = 3;
	d.c = 4;
	d.d = 5;
	return 0;
}

F10走起：

分析：

由此可以看出虚拟菱形继承的实现原理是：

①基类成员只生成一份放到最下面（解决了数据冗余）；

②每存在一个派生类 -> 派生类对应部分首地址存放一个虚表指针 -> 这个指针指向其对应的虚基表 -> 虚基表里存放的是相对于指针当前位置A类成员的偏移量 -> 每个派生类通过其内的指针就能访问到A类成员，从而（解决了数据二义性）的问题！

4.3总结

回观整个问题产生及解决过程：

继承衍生出多继承 -> 多继承衍生出菱形继承 -> 菱形继承衍生出数据冗余以及二义性的问题 -> 解决办法虚拟继承 -> 虚拟继承实现原理 -> 利用虚基表指针 -> 虚基表存放偏移量 -> 通过指针访问解决问题！！

因此解决菱形继承问题是非常复杂的过程，在我们以后的程序设计尽量避免设计成菱形继承！！！

五、继承与组合的选择

5.1什么是组合？

组合就是在类里面直接使用定义好的类，不需要继承！

简单的组合使用：

class Tire//轮胎类
{
public:
	int _id = 011;//轮胎型号
	int _size = 10;//轮胎大小
};
class Car //车类
{
public:
	string _Cartype = "大巴车";//车类型
	Tire _t;//类里用轮胎类定义，不需要继承
};

简单的继承使用：

class Tire//轮胎类
{
public:
	int _id = 011;//轮胎型号
	int _size = 10;//轮胎大小
};
class Car //车类
{
public:
	string _Cartype = "大巴车";//车类型
	Tire _t;//类里用轮胎类定义，不需要继承
};

class Animal //动物类
{
public:
	char _Ability[10] = "五颗星";//运动能力
	string _structure = "多细胞有机体";//细胞结构
};
class Dog :public Animal//狗类
{
public:
	char _name[10] = "哈士奇";
	void Dance()
	{
		cout << "汪汪汪！！我会跳舞！！动次打次！！！" << endl;
	}
};
int main()
{
	Dog hashiqi;
	cout << "名字：" << hashiqi._name << endl;
	cout << "运动能力：" << hashiqi._Ability << endl;
	cout << "细胞结构：" << hashiqi._structure << endl;
	hashiqi.Dance();
	return 0;
}

运行：