快递企业网站建设设计方案范例,建设银行激活社保卡网站,wordpress猜你喜欢,asp.net 网站授权文章目录一、继承的相关概念1. 继承的概念2. 继承格式3. 继承方式4. 访问限定符5. 继承基类成员访问方式的变化二、基类和派生类对象赋值转换三、继承中的作用域四、派生类的默认成员函数五、继承与友元六、继承与静态成员七、菱形继承及菱形虚拟继承1. 单继承2. 多继承3. 菱形…
文章目录一、继承的相关概念1. 继承的概念2. 继承格式3. 继承方式4. 访问限定符5. 继承基类成员访问方式的变化二、基类和派生类对象赋值转换三、继承中的作用域四、派生类的默认成员函数五、继承与友元六、继承与静态成员七、菱形继承及菱形虚拟继承1. 单继承2. 多继承3. 菱形继承4. 菱形继承的问题5. virtual关键字6. 虚拟继承解决数据冗余和二义性的原理7. 菱形继承关系原理简图八、继承的总结一、继承的相关概念
1. 继承的概念 继承机制(inheritance)是面向对象程序设计使代码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。
举例Student类和Teacher类继承自Person类
class Person
{
public:void Print(){cout name: _name endl;cout age: _age endl;}
protected:string _name peter; // 姓名int _age 18; // 年龄
};
// 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。
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;
}程序结果如下所示 可以看出Student类s对象和Teacher类t对象继承了Persont类的_name和_age成员变量和Print成员函数所以调用s和t对象的Print函数。 2. 继承格式 在上述的代码中Person是父类也称作基类 Student是子类也称作派生类。 3. 继承方式
继承方式分为public继承、protected继承、private继承 4. 访问限定符
继承方式分为public访问、protected访问、private访问 5. 继承基类成员访问方式的变化
类成员/继承方式public继承protected继承private继承基类的public成员派生类的public成员派生类的protected成员派生类的private成员基类的protected成员派生类的protected成员派生类的protected成员派生类的private成员基类的private成员在派生类中不可见在派生类中不可见在派生类中不可见基类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。 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。 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。 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。 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。 私有成员的意义是不想被子类继承的成员设计为(private)私有。基类中给子类复用但是又不想暴露直接访问的成员就应该定义为(protetced)保护。 二、基类和派生类对象赋值转换 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。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。 基类对象不能赋值给派生类对象但是基类的指针或者引用可以通过强制类型转换赋值给派生类的指针或者引用前提是基类的指针是指向派生类对象时才是安全的。
class Person
{
protected :string _name; // 姓名int _age; // 年龄
};class Student : public Person
{
public :int _stuid ; // 学号
};int main()
{Student s;// 1.公有继承的前提下子类对象可以赋值给父类对象/指针/引用// 这里虽然是不同类型但不是隐式类型的转换是特殊的语法支持Person p s ; Person* pp s;Person rp s;//2.基类对象不能赋值给派生类对象s p; //err// 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 s;Student* ps1 (Student*)pp; // 这种情况转换时可以的。ps1-_stuid 10;pp p;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-_stuid 10; return 0;
}三、继承中的作用域
在继承体系中基类和派生类都有独立的作用域。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。如果想在子类成员函数中访问父类中的成员可以使用基类::基类成员显示访问。如果是成员函数的隐藏只需要函数名相同就构成隐藏。注意在实际中在继承体系里面最好不要定义同名的成员。
举例 : Person类作为父类Student作为子类继承自Person类但Student的_age和Person的_age构成隐藏关系。
// Student的_age和Person的_age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 小明; int _age 18;
};class Student : public Person
{
public:void Print(){cout_name endl; //打印结果为小明coutPerson::_age endl; // 18 cout_ageendl; // 23}
protected:int _age 23;
};int main()
{Student s1;s1.Print();
};注意区分函数重载和函数重定义下面代码中B类的fun函数和A类中的fun函数不能构成重载。对象里面不存储成员函数成员函数放到公共代码段中编译器去找的时候有域的限制因为这两个函数不再同一作用域中所以不能构成重载。
class A
{
public:void fun(){cout func() endl;}
};
class B : public A
{
public:void fun(int i){A::fun();cout func(int i)- iendl;}
};fun的参数不同但是C规定只要在父子类中成员函数的函数名相同就可以构成隐藏所以A和B中的fun成员函数构成隐藏关系。 四、派生类的默认成员函数
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。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。派生类的 operator 必须要调用基类的 operator 完成基类的复制。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。派生类对象初始化先调用基类构造再调派生类构造。派生类对象析构清理先调用派生类析构再调基类的析构。因为后续一些场景析构函数需要构成重写重写的条件之一是函数名相同。那么编译器会对析构函数名进行特殊处理处理成destrutor()所以父类析构函数不加virtual的情况下子类析构函数和父类析构函数构成隐藏关系。
class Person
{
public :Person(const char* name peter): _name(name){coutPerson() endl;}Person(const Person p): _name(p._name){coutPerson(const Person p) endl;}Person operator(const Person p ){coutPerson operator(const Person p) endl;if (this ! p)_name p ._name; return *this ;}~Person(){cout~Person() endl;}
protected :string _name ;
}class Student : public Person
{
public :Student(const char* name, int num): Person(name) //子类把父类当作一个整体去初始化, _num(num){coutStudent() endl;}Student(const Student s): Person(s) //切片的意义子类的对象传给父类的引用该引用指向父类中切片的那一部分, _num(s ._num){coutStudent(const Student s) endl ;}//只有涉及深拷贝时候才去写拷贝构造Student operator (const Student s ){coutStudent operator (const Student s) endl;if (this ! s){Person::operator (s); //切片_num s ._num;}return *this ;}~Student(){cout~Student() endl;}
protected :int _num ;
};五、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。举例当Display函数是Person类的友元函数时意味着Display函数可以访问Person类的私有和保护成员。但是继承给子类时友元关系不能被继承Display函数不能访问Student类的私有和保护成员。
class Person
{
public:friend void Display(const Person p, const Student s);
protected:string _name;
};class Student : public Person
{
protected:int _Num;
};void Display(const Person p, const Student s)
{cout p._name endl;cout s._Num endl; //err Student:_NUm不可访问
}
void main()
{Person p;Student s;Display(p, s);
}上述程序 如果Display想要访问到Student类的私有成员和保护成员只能将Display函数写为Student类的友元函数。 六、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 :static int _count; // 统计人的个数。
};
int Person :: _count 0;七、菱形继承及菱形虚拟继承
1. 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上面的例子都是单继承的样例。 2. 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
class B
{};
class C
{};
class D:public B,public C
{};3. 菱形继承 菱形继承是多继承的一种特殊情况
class A
{
public:int _a;
};
class B: public A
{
public:int _b;
};
class C: public A
{
public:int _c;
};
class D: public B,public C
{
public:int _d;
};简易版D类的对象成员模型 4. 菱形继承的问题 从上面的对象成员模型可以看出菱形继承有数据冗余和二义性的问题。在D的对象中A类的a成员变量会有两份存在二义性用D类对象访问a时无法明确访问的是哪一个a可以显示指定访问哪个父类a成员的解决二义性问题。虽然该的方法可以解决二义性的问题但是数据冗余的问题还是没法解决。
D d;
//d._a //err
d.B::_a;
d.C::_a;5. virtual关键字 C规定使用关键字virtual的虚拟继承可以解决菱形继承中二义性和数据冗余的问题例如上述的例子中在B和C继承A时使用虚拟继承即可解决这两个问题,此时的A类叫做虚基类。但是要注意除了这种场景外不要再其他地方使用虚拟继承。
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()
{D d;d._a10;
}6. 虚拟继承解决数据冗余和二义性的原理 结合上述继承关系求B类型对象的大小打印的结果为12明明bb对象中只有两个成员变量_a和_b为什么多出来4字节的内存空间。
int main()
{D d;d._a10;B bb;bb._a 1;bb._b 2;coutsizeof(bb);
}通过内存监视窗口可以看出B类型对象在内存中在32位系统下额外开辟了4字节空间的内存用来存放一个指针4byte这个指针叫做虚基表指针该指针指向一张表叫做虚基表。 现在再回到虚拟继承的原理基于上述继承关系结合内存窗口执行此代码可以清晰的看出D对象中将A放到的了对象组成的最下面这个A同时属于B和C。刚刚提到的虚集表指针就派上了用场通过B和C类的续集表指针找到续集表续集表中存放的数值为偏移量通过偏移量的大小就能找到公共的A。
int main()
{D d;d._a 0;d._b 3;d._c 4;d._d 5;return 0;
}当我第一次看到这里时我提出了一个疑问为什么B、C要去找A呢直到我看到了此代码才恍然大悟
D d;
B b d;
C c d;在该代码中发生基类和派生类对象赋值转换派生类对象 d 赋值给基类的对象 b 和 c 时发生切片操作赋值的过程中要找到 b 和 c对象中属于A的那部分成员对象才能完成赋值。 7. 菱形继承关系原理简图 八、继承的总结
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。多继承可以认为是C的缺陷之一。继承为白箱复用(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即在B类中存在一个A类型的成员变量。组合是has-a的关系每个B对象中都有一个A对象继承是是is-a的关系每个派生类对象都是一个基类对象。优先使用对象组合而不是类继承组合的耦合度低代码维护性好。组合是一种黑箱复用(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。类之间的关系可以用继承可以用组合就用组合。C11提出了一个关键字final修饰类clas A final使A类不能被继承。在C98中可以将父类的构造函数私有化子类对象实例化时无法调用构造函数也可以使父类不能被继承。要实现多态必须要继承。
