C++进阶——继承

news2024/9/27 15:35:08

C++进阶——继承

1.继承的概念及定义

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
面向对象三大特性：封装、继承、多态。
概念：
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。继承呈现了面向对象程序设计的层次结构，
体现了由简单到复杂的认知过程。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。

这样理解：我们现在有着不同的身份，比如老师、学生、警察、医生、近战法师等等。但是我们还有最基础的特性就是我们是个人，所以我们在群里中有不同点，但是也有很多作为人的共同点，因此这样定义对象的话，每次定义一个职业的话，都得把作为人的特性加进去，虽然可以复制粘贴，可是还是好麻烦，有没有一个方法让大家作为人的的共性都设计成一个类，每个人都可以添加一下呢？那就是继承。

class Person
{
public:
 void Print()
 {
 cout << "name:" << _name << endl;
 cout << "age:" << _age << endl;
 }
protected:
 string _name = "peter"; // 姓名
 int _age = 18; // 年龄
};

class Student : public Person
{
protected:
 int _stuid; // 学号
};
class Teacher : public Person
{
protected:
 int _jobid; // 工号
};
int main()
{
 Student s;
 Teacher t;
 s.Print();
 t.Print();
 return 0;
}

继承的定义
上面我们看到Person就是父类，也称作基类。Student就是子类，也称作派生类。

继承后父类的Person的成员（成员函数+成员变量）都会变成子类的一部分。这里体现出了Student和
Teacher复用了Person的成员。下面我们使用监视窗口查看Student和Teacher对象，可以看到变量的复用。
调用Print可以看到成员函数的复用（student、teacher都没写print函数可是可以调用print，是因为调用了
基类的print）。

在这里插入图片描述
继承关系和访问限定符
在这里插入图片描述
解释一下：
** 访问限定符（基类中的访问限定符） **是限定基类中的各个元素的是否可以被访问，继承方式则是派生类（子类）接受基类把他的元素继承给子类的方式。

公式：小小取小（访问限定符和继承方式选择权限最小的作为继承下来的元素的权限类型）

总结：

  1. 基类private成员在派生类中无论以什么方式继承都是不可见的。这里的不可见是指基类的私有成员还是
    被继承到了派生类对象中，但是语法上限制派生类对象不管在类里面还是类外面都不能去访问它。
  2. 基类private成员在派生类中是不能被访问，**如果基类成员不想在类外直接被访问，但需要在派生类中能
    访问，就定义为protected。**可以看出保护成员限定符是因继承才出现的。
  3. 实际上面的表格我们进行一下总结会发现，基类的私有成员在子类都是不可见。基类的其他成员在子类
    的访问方式 == Min(成员在基类的访问限定符，继承方式)，public > protected > private。
  4. 使用关键字class时默认的继承方式是private，使用struct时默认的继承方式是public，不过最好显示的
    写出继承方式。
  5. 在实际运用中一般使用都是public继承，几乎很少使用protetced/private继承，也不提倡使用
    protetced/private继承，因为protetced/private继承下来的成员都只能在派生类的类里面使用，实际中
    扩展维护性不强。

基类和派生类对象赋值转换

1.派生类对象 可以赋值给 基类的对象 / 基类的指针 / 基类的引用。这里有个形象的说法叫切片或者切
割。寓意把派生类中父类那部分切来赋值过去。切片是一种编译器自带的方式，不需要现在特别关注。
2.基类对象不能赋值给派生类对象。你长大了，要赡养父母，所以你可以给你父母你的东西，但是你不能让他们再养你了（啃老）。
3.基类的指针可以通过强制类型转换赋值给派生类的指针。但是必须是基类的指针是指向派生类对象时才
是安全的。这里基类如果是多态类型，可以使用RTTI(Run-Time Type Information)的dynamic_cast 来
进行识别后进行安全转换。（ps：这个我们以后会讲，这里了解一下）

切片示意图
在这里插入图片描述

class Person
{
protected :
 string _name; // 姓名
 string _sex; // 性别
 int _age; // 年龄
};
class Student : public Person
{
public :
 int _No ; // 学号
};
void Test ()
{
Student son;
    // 1.子类对象可以赋值给父类对象/指针/引用
    Person papa = son;
    Person* pp = &son;
    Person& rp = son;

    //2.基类对象不能赋值给派生类对象，下一行会报错运行时注释掉。
    son = papa;

    // 3.基类的指针可以通过强制类型转换赋值给派生类的指针。
    pp = &son;
    Student * ps1 = (Student*)pp; // 这种情况转换时可以的。
    ps1->_No = 10;

    pp = &papa;
    Student* ps2 = (Student*)pp; // 这种情况转换时虽然可以，但是会存在越界访问的问题
    ps2->_No = 10;
 }

越界报错
在这里插入图片描述

继承中的作用域

  1. 在继承体系中基类和派生类都有独立的作用域。
  2. 子类和父类中有同名成员，子类成员将屏蔽父类对同名成员的直接访问，这种情况叫隐藏，也叫重定
    义。（在子类成员函数中，可以使用 基类::基类成员 显示访问）
  3. 需要注意的是如果是成员函数的隐藏，只需要函数名相同就构成隐藏。
  4. 注意在实际中在继承体系里面最好不要定义同名的成员。

例子1：

// Student的_num和Person的_num构成隐藏关系，可以看出这样代码虽然能跑，但是非常容易混淆
class Person
{
protected :
 string _name = "小李子"; // 姓名
 int _num = 111; // 身份证号
};
class Student : public Person
{
public:
 void Print()
 {
 cout<<" 姓名:"<<_name<< endl;
 cout<<" 身份证号:"<<Person::_num<< endl;
 cout<<" 学号:"<<_num<<endl;
 }
protected:
 int _num = 999; // 学号
};
void Test()
{
 Student s1;
 s1.Print();
};

例子2：

// B中的fun和A中的fun不是构成重载，因为不是在同一作用域
// B中的fun和A中的fun构成隐藏，成员函数满足函数名相同就构成隐藏。
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;
 }
};
void Test()
{
 B b;
 b.fun(10);
};

只要函数名相同就会构成隐藏。

派生类的默认成员函数

6个默认成员函数，“默认”的意思就是指我们不写，编译器会变我们自动生成一个，那么在派生类中，这几个
成员函数是如何生成的呢？

  1. 派生类的构造函数必须调用基类的构造函数初始化基类的那一部分成员。如果基类没有默认的构造函
    数，则必须在派生类构造函数的初始化列表阶段显示调用。
  2. 派生类的拷贝构造函数必须调用基类的拷贝构造完成基类的拷贝初始化。
  3. 派生类的operator=必须要调用基类的operator=完成基类的复制。
  4. 派生类的析构函数会在被调用完成后自动调用基类的析构函数清理基类成员。因为这样才能保证派生类
    对象先清理派生类成员再清理基类成员的顺序。
  5. 派生类对象初始化先调用基类构造再调派生类构造。
  6. 派生类对象析构清理先调用派生类析构再调基类的析构。
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    例子代码：
class Person
{
public :
 Person(const char* name = "peter")
 : _name(name )
 {
 cout<<"Person()" <<endl;
 }
 
 Person(const Person& p)
 : _name(p._name)
 {
 cout<<"Person(const Person& p)" <<endl;
 }
 
 Person& operator=(const Person& p )
 {
 cout<<"Person operator=(const Person& p)"<< endl;
 if (this != &p)
 _name = p ._name;
 
 return *this ;
 }
 
 ~Person()
 {
 cout<<"~Person()" <<endl;
 }
protected :
 string _name ; // 姓名
};
class Student : public Person
{
public :
 Student(const char* name, int num)
 : Person(name )
 , _num(num )
 {
 cout<<"Student()" <<endl;
 }
 
 Student(const Student& s)
 : Person(s)
 , _num(s ._num)
 {
 cout<<"Student(const Student& s)" <<endl ;
 }
 
 Student& operator = (const Student& s )
 {
 cout<<"Student& operator= (const Student& s)"<< endl;
 if (this != &s)
 {
 Person::operator =(s);
  _num = s ._num;
 }
 return *this ;
 } 
 
 ~Student()
 {
 cout<<"~Student()" <<endl;
 }
protected :
 int _num ; //学号
};
void Test ()
{
 Student s1 ("jack", 18);
 Student s2 (s1);
 Student s3 ("rose", 17);
 s1 = s3 ;
}

继承与友元

**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
我附庸的附庸不是我的附庸。

class Student;
class Person
{
public:
 friend void Display(const Person& p, const Student& s);
protected:
 string _name; // 姓名
};
class Student : public Person
{
protected:
 int _stuNum; // 学号
};
void Display(const Person& p, const Student& s)
{
 cout << p._name << endl;
 cout << s._stuNum << endl;
}
void main()
{
 Person p;
 Student s;
 Display(p, s);
}

这里s就无法打印。

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 ;}
protected :
 string _name ; // 姓名
public :
 static int _count; // 统计人的个数。
};
int Person :: _count = 0;
class Student : public Person
{
protected :
 int _stuNum ; // 学号
};
class Graduate : public Student
{
protected :
 string _seminarCourse ; // 研究科目
};
void TestPerson()
{
 Student s1 ;
 Student s2 ;
 Student s3 ;
 Graduate s4 ;
 cout <<" 人数 :"<< Person ::_count << endl;
 Student ::_count = 0;
 cout <<" 人数 :"<< Person ::_count << endl;
}

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

在这里插入图片描述
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

在这里插入图片描述
菱形继承：菱形继承是多继承的一种特殊情况。
在这里插入图片描述
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。
这就产生了没有必要的冗余。

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";
}

**虚拟继承可以解决菱形继承的二义性和数据冗余的问题。**如上面的继承关系，在Student和Teacher的继承
Person时使用虚拟继承，即可解决问题。需要注意的是，虚拟继承不要在其他地方去使用。

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
};
class Assistant : public Student, public Teacher
{
protected :
 string _majorCourse ; // 主修课程
};
void Test ()
{
 Assistant a ;
  a._name = "peter";
}

虚拟继承解决数据冗余和二义性的原理
为了研究虚拟继承原理，我们给出了一个简化的菱形继承继承体系，再借助内存窗口观察对象成员的模型。

class A
{
public:
 int _a;
};
// class B : public A
class B : virtual public A
{
public:
 int _b;
};
// class C : public A
class C : virtual public A
{
public:
 int _c;
};
class D : public B, public C
{
public:
 int _d;
};
int main()
{
 D d;
 d.B::_a = 1;
 d.C::_a = 2;
 d._b = 3;
 d._c = 4;
 d._d = 5;
 return 0;
}

下图是菱形继承的内存对象成员模型：这里可以看到数据冗余
在这里插入图片描述

虚拟继承之后会再子类中产生一个地址（虚表的地址）。这两个指针叫虚基表指针，这两个表叫虚基表。虚基表中存的偏移量。通过偏移量可以找到下面的父类多余继承的内容。
下面是上面的Person关系菱形虚拟继承的原理解释：
在这里插入图片描述

继承的总结和反思

  1. **很多人说C++语法复杂，其实多继承就是一个体现。**有了多继承，就存在菱形继承，有了菱形继承就有
    菱形虚拟继承，底层实现就很复杂。所以一般不建议设计出多继承，一定不要设计出菱形继承。否则在
    复杂度及性能上都有问题。
  2. 多继承可以认为是C++的缺陷之一，很多后来的面向对象语言都没有多继承，如Java。
  3. 继承和组合
    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。
    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。
    优先使用对象组合，而不是类继承 。
    继承允许你根据基类的实现来定义派生类的实现。这种通过生成派生类的复用通常被称为白箱复用
    (white-box reuse)。术语“白箱”是相对可视性而言：在继承方式中，基类的内部细节对子类可见 。
    继承一定程度破坏了基类的封装，基类的改变，对派生类有很大的影响。派生类和基类间的依赖关
    系很强，耦合度高。
    对象组合是类继承之外的另一种复用选择。新的更复杂的功能可以通过组装或组合对象来获得。对
    象组合要求被组合的对象具有良好定义的接口。这种复用风格被称为黑箱复用(black-box reuse)，
    因为对象的内部细节是不可见的。对象只以“黑箱”的形式出现。 组合类之间没有很强的依赖关系，
    耦合度低。优先使用对象组合有助于你保持每个类被封装。
    实际尽量多去用组合。组合的耦合度低，代码维护性好。不过继承也有用武之地的，有些关系就适
    合继承那就用继承，另外要实现多态，也必须要继承。类之间的关系可以用继承，可以用组合，就
    用组合。
    说明一下白盒测试比黑盒测试要求严格很多。还有程序中对象的建立最好都是好内聚低耦合的。

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.coloradmin.cn/o/371646.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

相关文章

MySql数据库环境部署

MySql数据库环境部署

MySql基础与Sql数据库概述基础环境的建立MYSQL数据库的连接方法MySql的默认数据库数据库端口号数据库概述 数据库&#xff08;DataBase&#xff0c;DB)∶存储在磁带、磁盘、光盘或其他外存介质上、按定结构组织在一起的相关数据的集合。数据库管理系统〈DataBase Management S…
阅读更多...
SpringMVC常用注释

SpringMVC常用注释

1.RequestMapping注释&#xff1a;用来匹配客户端发送的请求&#xff0c;可以在方法上使用&#xff0c;也可以在类上使用。方法&#xff1a;表示用来匹配要处理的请求 类上&#xff1a;表示为当前类的所有方法的请求地址添加一个前置路径&#xff0c;访问的时候必须要添加此路径…
阅读更多...
一个.Net Core开源缓存中间件，让你更加简单、方便使用缓存

一个.Net Core开源缓存中间件，让你更加简单、方便使用缓存

上次给大家推荐过一个缓存中间件《一个C#开发的非常实用的缓存中间件》&#xff0c;今天再给大家推荐一个缓存中间件&#xff0c;两者功能差不多&#xff0c;都是提供统一接口、多级缓存、分布式缓存、支持多种Provider等。 项目简介 这是一个基于.Net Core开发的缓存中间件&…
阅读更多...
Java虚拟机之类加载学习总结

Java虚拟机之类加载学习总结

文章目录1 什么是类加载1.1 类加载的应用1.2 类加载过程1.3 类的验证1.4 类初始化顺序2 类加载时机3 类加载器3.1 类加载分类3.2 双亲委派3.3 自定义类加载器3.4 类加载器的命名空间4 打破双亲委派4.1 线程上下文类加载器4.2 自定义类加载器5 类的卸载1 什么是类加载 Java 虚拟…
阅读更多...
【工具】JSR-303后端参数校验框架的使用方法及说明

【工具】JSR-303后端参数校验框架的使用方法及说明

【工具】JSR-303后端参数校验框架的使用方法及说明 文章目录【工具】JSR-303后端参数校验框架的使用方法及说明1. 统一校验需求2. 使用说明2.1 引入依赖2.2 规则说明2.3 使用说明2.4 分组校验2.5 定制校验规则注解1. 统一校验需求 有一句话是这样说的——“前端防君子&#xf…
阅读更多...
小知识点：Confluence + mysql 安装流程

小知识点：Confluence + mysql 安装流程

流程一、Confluence 配置二、MySQL 配置三、启动一、Confluence 配置 访问下载地址&#xff0c;下载最新安装包 Confluence Server 下载存档 | Atlassian创建环境目录 mkdir -p /xxx/confluence/confluence-home 解压安装包 tar -zxvf atlassian-confluence-7.xx.x.tar.gz -C …
阅读更多...
人工智能- windows10环境，配rtx 3060ti显卡，tensorflow-gpu安装

人工智能- windows10环境，配rtx 3060ti显卡，tensorflow-gpu安装

文章目录前言流程方法1.先安装网盘里的anaconda文件&#xff0c;安装后就是python3.8.8环境2.安装vs20193.vs2019安装完毕后开始安装cuda4.安装cudnn5.安装tensorflow-gpu6.测试GPU是否正常识别&#xff0c;tensorflow是否可用前言 最近显卡降价&#xff0c;入手了一块RTX3060…
阅读更多...
ROS小车研究笔记：二维SLAM建图简介与源码分析

ROS小车研究笔记：二维SLAM建图简介与源码分析

ROS提供了现成的各类建图算法实现。如果只是应用的话不需要了解详细算法原理&#xff0c;只需要了解其需要的输入输出即可。 1 Gmapping Gmapping使用粒子滤波算法进行建图&#xff0c;在小场景下准确度高&#xff0c;但是在大场地中会导致较大计算量和内存需求 Gmapping需要…
阅读更多...
Go语言内存管理详解-学习笔记

Go语言内存管理详解-学习笔记

1 自动内存管理 1.1 相关概念 Mutator&#xff1a;业务线程&#xff0c;分配新对象&#xff0c;修改对象指向关系Collector&#xff1a;GC线程&#xff0c;找到存活对象&#xff0c;回收死亡对象的内存空间Serial GC&#xff1a;只有一个collector&#xff08;需要暂停&#…
阅读更多...
读书笔记//《数据分析之道》

读书笔记//《数据分析之道》

出版时间&#xff1a;2022年 作者曾在互联网大厂做数据分析。从举例可以洞见作者的工作经历。 点评&#xff1a;作者在数据分析领域非常资深&#xff0c;尝试在书中提供一个数据分析工作框架参考。书本内容有点感觉是ppt的集合&#xff0c;辅以案例说明。不过&#xff0c;干货还…
阅读更多...
基于ORB-SLAM2+RTAB-MAP+ROS的三维重建设计——环境配置与安装

基于ORB-SLAM2+RTAB-MAP+ROS的三维重建设计——环境配置与安装

写下这篇是为了毕设题目《基于深度相机的电缆识别系统》。使用的设备与环境如下&#xff1a;Ubuntu 20.04ROSGazebo仿真运行Kinect 2.0ORB-SLAM2论文地址&#xff1a;https://arxiv.org/abs/1610.06475GitHub&#xff1a;https://github.com/raulmur/ORB_SLAM2一、为什么要选择…
阅读更多...
python多线程网络编程

python多线程网络编程

背景 使用过flask框架后&#xff0c;我对request这个全局实例非常感兴趣。它在客户端发起请求后会保存着所有的客户端数据&#xff0c;例如用户上传的表单或者文件等。那么在很多客户端发起请求时&#xff0c;服务器是怎么去区分不同的request对象呢&#xff1f;当查看了大量的…
阅读更多...
Android 8请求权限时弹窗BUG

Android 8请求权限时弹窗BUG

弹窗BUG 应用使用requestPermissions申请权限时&#xff0c;系统会弹出一个选择窗口&#xff0c;可进行允许或拒绝&#xff0c; 此窗口中有一个”不再询问“的选择框&#xff0c; ”拒绝”及“允许”的按钮。 遇到一个Bug,单点击“不再询问”&#xff0c;“允许”这个按钮会变…
阅读更多...
OpenAPI SDK组件介绍

OpenAPI SDK组件介绍

背景 公司成立以来&#xff0c;积累了数以万计的可复用接口。上层的SaaS业务&#xff0c;原则上要复用这些接口开发自己的业务&#xff0c;为了屏蔽调用接口的复杂性&#xff0c;基础服务开发了apisdk组件&#xff0c;定义了一套声明OpenAPI的注解、注解解析器&#xff0c;实例…
阅读更多...
【蓝牙mesh】Bearer层（承载层）介绍

【蓝牙mesh】Bearer层（承载层）介绍

【蓝牙mesh】Bearer层&#xff08;承载层&#xff09;介绍 Bearer层简介 蓝牙Mesh协议栈由多个不同的协议层组成&#xff0c;其中最底层的协议就是Bearer层&#xff0c;它负责提供数据传输的底层支持。蓝牙Mesh协议栈的最底层就是BLE协议栈&#xff0c;所以Bearer层是直接与BL…
阅读更多...
GO 中的 defer 有哪些注意事项？下

GO 中的 defer 有哪些注意事项？下

上次一起写了 3 个案例&#xff0c;咱们这一次继续&#xff0c;这一次的会比上一次的稍微不太一样 案例 1 还有一个也非常常用的案例&#xff0c;使用 defer 来捕获异常 &#xff0c;也就是当程序崩溃的时候&#xff0c;defer 语句可以帮我们兜底&#xff0c;可以捕获异常后按…
阅读更多...
vscode 配置 codeql

vscode 配置 codeql

1、安装配置 codeql 环境 1.1 下载 codeql-cli 和 codeql 标准库 1&#xff09;下载安装 下载安装 codeql-cli: Releases github/codeql-cli-binaries GitHub 下载 codeql 标准库&#xff1a;https://github.com/gi thub/codeql 下载的安装包解压&#xff0c;codeql 可执…
阅读更多...
二，从源代码开始编译安装iperf3

二，从源代码开始编译安装iperf3

本文目录Linux系统中编译安装基本知识简介第一步&#xff0c;执行configure第二步&#xff0c;执行make第三步&#xff0c;make install其它功能说明Linux系统中编译安装基本知识简介 从前一文章"一&#xff0c;下载iPerf3最新源代码"我们已经知道如何通过git的方式…
阅读更多...
Linux系统下命令行安装MySQL5.6+详细步骤

Linux系统下命令行安装MySQL5.6+详细步骤

1、因为想在腾讯云的服务器上创建自己的数据库&#xff0c;所以我在这里是通过使用Xshell 7来连接腾讯云的远程服务器&#xff1b; 2、Xshell 7与服务器连接好之后&#xff0c;就可以开始进行数据库的安装了&#xff08;如果服务器曾经安装过数据库&#xff0c;得将之前安装的…
阅读更多...
干货 | 八条“黄金规则”解决RF电路寄生信号

干货 | 八条“黄金规则”解决RF电路寄生信号

PART 01 接地通孔应位于接地参考层开关处流经所布线路的所有电流都有相等的回流。耦合策略固然很多&#xff0c;不过回流通常流经相邻的接地层或与信号线路并行布置的接地。在参考层继续时&#xff0c;所有耦合都仅限于传输线路&#xff0c;一切都非常正常。不过&#xff0c;如…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023