[C++] 继承

在这里插入图片描述

文章目录

  • 1、继承的概念及定义
    • 1.1 继承的概念
    • 1.2 继承的定义
      • 1.2.1 定义格式
      • 1.2.2 继承关系和访问限定符
      • 1.2.3 继承基类成员访问方式的变化
  • 2、基类和派生类对象赋值转换
  • 3、继承中的作用域
  • 4、派生类的默认成员函数
  • 5、继承与友元
  • 6、继承与静态成员
  • 7、菱形继承，菱形虚拟继承
    • 7.1 菱形继承问题
    • 7.2 虚拟继承解决菱形继承问题
      • 7.2.1 虚拟继承解决问题的原理
  • 8、继承的总结

1、继承的概念及定义

1.1 继承的概念

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。
我们来看看继承的例子：

class Person
{
public:
	void Print()
	{
		cout << _name << endl;
		cout << _age << endl;
	}
protected:
	string _name = "Peter";
	int _age = 18;
};

class Student : public Person
{
protected:
	string _stuid; // 学号
};

class Teacher : public Person
{
protected:
	string _jobid; // 工号
};

int main()
{
	Student s;
	Teacher t;
	s.Print();
	t.Print();

	return 0;
}

在这里插入图片描述

子类在继承父类Person后，子类中就包含父类的成员函数与成员变量。这里就体现了Student与Teacher类复用了父类Person。

1.2 继承的定义

1.2.1 定义格式

下面我们看到Person是父类，也称作基类。Student是子类，也称作派生类。
在这里插入图片描述

1.2.2 继承关系和访问限定符

在这里插入图片描述

1.2.3 继承基类成员访问方式的变化

在这里插入图片描述

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。
    代码示例：
class A
{
public:
	void Print()
	{
		cout << _a << endl;
	}

	int _a;
protected:
	int _b;

private:
	int _c;
};
class B : public A
{};

int main()
{
	B b;
	b._a;
	b._b;
	b._c;

	return 0;
}

在这里插入图片描述

2、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。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出来赋值过去，中间不产生临时变量。
  • 基类对象不能赋值给派生类对象。
  • 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。但是必须是基类的指针是指向派生类对象时才是安全的。
    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
};

1、子类对象赋值给父类 对象/指针/引用，是天然的，没有类型转换

Person p;
Student s;
p = s; // 子类对象赋值给父类对象
Person* pp = &s; // 子类对象赋值给父类指针
Person& rp = s; // 子类对象赋值给父类引用

2、基类对象不能赋值给派生类对象
在这里插入图片描述

3、基类的指针可以通过强制类型转换赋值给派生类指针

Person p;
Student s;
p = s;
Person* pp = nullptr;
// 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->_No = 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->_No = 10;

3、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。
    1、基类与派生类成员变量构成隐藏关系
    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; // 输出基类的_num，这里需要指定作用域
		cout << " 学号:" << _num << endl; // 输出自己的_num
	}
protected:
	int _num = 999; // 学号
};
void Test()
{
	Student s1;
	s1.Print();
};

在这里插入图片描述

2、成员方法构成隐藏
下面这段代码中 A的fun() 与 B的fun() 构成隐藏，B的fun() 隐藏 A的fun()，不是重载，重载要在同一作用域中，想要使用基类中的fun()，就要在fun()前加作用域。

class A
{
public:
	void fun()
	{
		cout << "func()" << endl;
	}
};
class B : public A
{
public:
	void fun(int i)
	{
		A::fun(); // 调用基类的func()方法
		cout << "func(int i)->" << i << endl;
	}
};
void Test()
{
	B b;
	b.fun(10);
}
int main()
{
	Test();

	return 0;
}

在这里插入图片描述

4、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。
7. 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
在这里插入图片描述

class Person
{
public:
	Person(const char* name)
		: _name(name)
	{
		cout << "Person(const char* name)" << endl;
	}

	// 拷贝构造
	Person(const Person& p)
		: _name(p._name)
	{
		cout << "Person(const Person& p)" << endl;
	}

	// 复制重载
	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(const char* name, int num)" << endl;
	}

	// 拷贝构造
	Student(const Student& s)
		: Person(s)
		, _num(s._num)
	{
		cout << "Student(const Student& s)" << endl;
	}

	// 复制重载
	Student& operator=(const Student& s)
	{
		if (this != &s)
		{
			Person::operator =(s);
			_num = s._num;
		}
		cout << "Student& operator= (const Student& s)" << endl;

		return *this;
	}
	
	// 父类和子类的析构函数构成隐藏关系
	// 原因：多态的需要，析构函数名统一会被处理成 destructor()
	// 为了保证析构的顺序，先子后父
	// 子类析构函数执行完后会自动调用父类的析构函数，不需要我们自己去调用
	~Student()
	{
		cout << "~Student()" << endl;
	}

protected:
	int _num; //学号
};
int main()
{
	Student s1("张三", 1);
	Student s2(s1);

	Student s3("李四", 2);
	s1 = s3;

	return 0;
}

在这里插入图片描述

5、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。
如果想要访问子类中的成员变量，基类的友元也要是子类的友元，即Student中也要有友元声明。

class Student;
class Person
{
public:
	friend void Display(const Person& p, const Student& s);
protected:
	string _name; // 姓名
};
class Student : public Person
{
public:
	friend void Display(const Person& p, const Student& s);
protected:
	int _stuNum; // 学号
};
void Display(const Person& p, const Student& s)
{
	cout << p._name << endl;
    // 先要访问子类的成员变量，子类也要提供友元函数
	cout << s._stuNum << endl;
}

6、继承与静态成员

结论： 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
};

int main()
{
	cout << &Person::_count << endl;
	cout << &Student::_count << endl;

	return 0;
}

在这里插入图片描述

这里打印出来两个类域中的_count是同一个地址，所以可以理解为子类继承的是基类的静态成员的使用权，并没有在子类中有一份独立的_count。

7、菱形继承，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

7.1 菱形继承问题

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。
在这里插入图片描述

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
};

在这里插入图片描述

菱形继承就会导致编译器不知道访问的是哪一个类的_name，存在二义性，因此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。

7.2 虚拟继承解决菱形继承问题

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 // 虚继承的关键字：virtual
{
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
};

在这里插入图片描述

7.2.1 虚拟继承解决问题的原理

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;
};

我们这里以vs2019编译器来看，其他编译器可能不是这种方法存储，但是思想都类似。
我们这里以 虚拟继承 和 非虚拟继承 对比来看：
在这里插入图片描述

由此我们了解了菱形虚拟继承的内存对象成员模型中，是通过了B和C的两个指针，指向的一张表。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 地址+偏移量 可以找到下面的A。

8、继承的总结

1、C++存在多继承。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、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 。
  • 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。对象组合要求被组合的对象具有良好定义的接口。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。

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：/a/240890.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com，一经查实，立即删除！

相关文章

Qt提升绘制效率，绘制加速。

Qt提升绘制效率，绘制加速。

在我们绘制一些复杂逻辑且数据量巨大的图形时&#xff0c;经常会出现流畅性问题&#xff0c;本文就是来进行讲解如何提升绘制效率的。 实现思路&#xff1a; 场景1&#xff1a;我们绘制多个静态图形和绘制一张图片哪个更快。很明显绘制多个图形的时候要慢很多。所以我们将多个图…
阅读更多...
K8S（一）—安装部署

K8S（一）—安装部署

目录 安装部署前提以下的操作指导(在master)之前都是三台机器都需要执行 安装docker服务下面的操作仅在k8smaster执行 安装部署 前提 以下的操作指导(在master)之前都是三台机器都需要执行 关闭防火墙 [rootk8smaster ~]# vim /etc/selinux/config [rootk8smaster ~]# swa…
阅读更多...
深入源码解析ArrayList：探秘Java动态数组的机制与性能

深入源码解析ArrayList：探秘Java动态数组的机制与性能

文章目录 一、 简介ArrayList1.1 介绍ArrayList的基本概念和作用1.2 与数组的区别和优势 二、 内部实现2.1 数据结构&#xff1a;动态数组2.2 添加元素&#xff1a;add()方法的实现原理2.3 扩容机制&#xff1a;ensureCapacity()方法的实现原理 三、 常见操作分析3.1 获取元素&…
阅读更多...
Postswigger 靶场 XSS 通关

Postswigger 靶场 XSS 通关

文章目录 PostSwigger靶场XSS通关学徒&#xff1a;第一关学徒&#xff1a;第二关学徒&#xff1a;第三关学徒&#xff1a;第四关学徒&#xff1a;第五关学徒&#xff1a;第六关学徒&#xff1a;第七关学徒&#xff1a;第八关学徒&#xff1a;第九关 PostSwigger靶场XSS通关 靶…
阅读更多...
2023_Spark_实验二十六：编写Shell模拟生成点击实时数据

2023_Spark_实验二十六：编写Shell模拟生成点击实时数据

引言&#xff1a;流式数据处理主要处理实时数据&#xff0c;由于实验教学过程中&#xff0c;每个同学无法拿到实时数据&#xff0c;因此我们开发shell脚本模拟实时数据生成&#xff0c;支持后续实验。 实验目的&#xff1a;通过开发模拟实时点击流shell脚本&#xff0c;模拟实时…
阅读更多...
＜JavaEE＞ 经典设计模式之 -- 线程池

＜JavaEE＞ 经典设计模式之 -- 线程池

目录 一、线程池的概念 二、Java 标准库中的线程池类 2.1 ThreadPoolExecutor 类 2.1.1 corePoolSize 和 maximumPoolSize 2.1.2 keepAliveTime 和 unit 2.1.3 workQueue 2.1.4 threadFactory 2.1.5 handler 2.1.6 创建一个参数自定义的线程池 2.2 Executors 类 2.3…
阅读更多...
java答题小程序源码带后台

java答题小程序源码带后台

尊敬的客户大家好&#xff01;接下来由我来介绍一下晟讯答题小程序&#xff0c;晟讯答题小程序是一款专业性的答题小程序&#xff0c;技术方式为前端原生开发的小程序&#xff0c;服务端为java程序&#xff0c;且拥有独立知识产权&#xff0c;软著登字2019SR0657453。其功能集个…
阅读更多...
全球化表达：TikTok在文化交流中的崭露头角

全球化表达：TikTok在文化交流中的崭露头角

TikTok&#xff0c;这一短视频平台自问世以来&#xff0c;迅速蔓延至全球&#xff0c;成为年轻一代创意表达的热门平台。其简便易用的特性和多元创作方式使得TikTok在全球范围内崭露头角。本文将深入探讨TikTok在文化交流中的作用&#xff0c;以及它在全球化表达方面的独特之处…
阅读更多...
解决RuntimeError: CUDA error: invalid device ordinal

解决RuntimeError: CUDA error: invalid device ordinal

步骤 首先查看自己设备的cuda版本 #如下linux指令都可以&#xff0c;主要还是以nvidia-smi为主 nvidia-smi nvcc -V用的python版本是3.8 torch版本用的1.12.1cu113 torch网址&#xff1a;https://pytorch.org/get-started/previous-versions/ 安装完后发现出现如下问题&#…
阅读更多...
蓝桥杯小白赛第一场（1~6）（期望DP）

蓝桥杯小白赛第一场（1~6）（期望DP）

1、模拟 2、贪心 3、前缀和 4、猜结论 5、双指针 6、期望DP 1. 蘑菇炸弹 思路&#xff1a;一个简单的暴力模拟。 #include <bits/stdc.h> using namespace std; int main() {int n;cin >> n;vector<int>a(n , 0);for(int i 0 ; i < n ; i )cin &…
阅读更多...
深度学习中的各类评价指标

深度学习中的各类评价指标

深度学习中的各类评价指标 1 Dice Loss2 Precision&#xff08;精度&#xff09;3 Recall&#xff08;召回率&#xff09;4 F-Score5 mAP 1 Dice Loss Dice Loss&#xff0c;也叫Soft Dice Coefficient&#xff0c;是一种用于图像分割任务的损失函数。它基于目标分割图像与模型…
阅读更多...
分库分表，可能真的要退出历史舞台了！

分库分表，可能真的要退出历史舞台了！

即使是不懂编程的玩家&#xff0c;在对比 NAS 的时候&#xff0c;也会两眼放光&#xff0c;考虑很多因素&#xff0c;比如 RAID 级别、速度、易用程度等。作为时时刻刻与代码打交道的我们&#xff0c;更需要关注数据的存取问题。 一开始&#xff0c;开箱即用的 MySQL&#xff0…
阅读更多...
AI一键生成增删改查代码

AI一键生成增删改查代码

AI一键生成增删改查代码 在线体验&#xff1a;体验地址 使用教程 1. 描述需求 准确清晰的描述你的需求&#xff0c;如&#xff1a;基于RBAC模型的权限管理系统&#xff0c;点击AI图标 2. AI生成SQL语句 AI将根据你的需求描述生成SQL语句 CREATE TABLE users (id INT A…
阅读更多...
高危性行为感染HPV几率有多大？谭巍主任阐述三大要点

高危性行为感染HPV几率有多大？谭巍主任阐述三大要点

高危性行为是指与多个性伴侣发生性行为&#xff0c;或者与性伴侣发生无保护措施的性行为。这些行为增加了感染性传播疾病的风险&#xff0c;包括人乳头瘤病毒(HPV)。 一、HPV感染的风险 1. 性伴侣数量&#xff1a;性伴侣数量越多&#xff0c;感染HPV的几率就越高。与多个性伴…
阅读更多...
2023年AMC8数学竞赛真题的典型考点和解析

2023年AMC8数学竞赛真题的典型考点和解析

现在距离2024年1月19日的AMC8数学竞赛还有一个多月的时间&#xff0c;最后一个多月的时间&#xff0c;六分成长建议在前期知识点和内容体系都比较熟悉的基础上&#xff0c;以刷真题为主。同时通过刷真题的查漏补缺&#xff0c;补齐短板。 如何提高刷真题的效率呢&#xff1f;当…
阅读更多...
数据结构之----二叉树、二叉树遍历、二叉树数组表示、二叉搜索树

数据结构之----二叉树、二叉树遍历、二叉树数组表示、二叉搜索树

数据结构之----二叉树、二叉树遍历、二叉树数组表示、二叉搜索树 什么是二叉树&#xff1f; 二叉树是一种非线性数据结构&#xff0c;代表着祖先与后代之间的派生关系&#xff0c;体现着“一分为二”的分治逻辑。 与链表类似&#xff0c;二叉树的基本单元是节点&#xff0c;每…
阅读更多...
软件测试基础知识总结（超详细整理）

软件测试基础知识总结（超详细整理）

基础篇 1. 什么是软件测试&#xff1f; 软件测试&#xff08;Software Testing&#xff09;的经典定义是&#xff1a;在规定的条件下对程序进行操作&#xff0c;以发现程序错误&#xff0c;衡量软件质量&#xff0c;并对其是否能满足设计要求进行评估的过程。简单来讲就是&am…
阅读更多...
【论文翻译】Learning Deep Features for Discriminative Localization

【论文翻译】Learning Deep Features for Discriminative Localization

原文&#xff1a;Learning Deep Features for Discriminative Localization 摘要 在这项工作中&#xff0c;我们重新审视了文献[13]中提出的全局平均池化层&#xff0c;并阐明了它如何明确地使卷积神经网络具有出色的定位能力&#xff0c;尽管该网络是在图像级标签上进行训练的…
阅读更多...
我的隐私计算学习——隐私集合求交（2）

我的隐私计算学习——隐私集合求交（2）

笔记内容来自多本书籍、学术资料、白皮书及ChatGPT等工具&#xff0c;经由自己阅读后整理而成。 前篇可见&#xff1a;我的隐私计算学习——隐私集合求交&#xff08;1&#xff09; &#xff08;三&#xff09;PSI应用场景问题 ​在目前的实际应用中&#xff0c;衍生出一些新…
阅读更多...
【操作系统和计网从入门到深入】（三）进程控制

【操作系统和计网从入门到深入】（三）进程控制

前言 这个专栏其实是博主在复习操作系统和计算机网络时候的笔记&#xff0c;所以如果是博主比较熟悉的知识点&#xff0c;博主可能就直接跳过了&#xff0c;但是所有重要的知识点&#xff0c;在这个专栏里面都会提到&#xff01;而且我也一定会保证这个专栏知识点的完整性&…
阅读更多...
最新文章

Copyright @ 2022~2023