黑马程序员 C++教程从0到1入门编程笔记5C++核心编程(类和对象——继承多态)

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黑马程序员匠心之作|C++教程从0到1入门编程,学习编程不再难

文章目录

4.6 继承

继承是面向对象三大特性之一

有些类与类之间存在特殊的关系,例如下图中:

我们发现,定义这些类时,下级别的成员除了拥有上一级的共性,还有自己的特性。

这个时候我们就可以考虑利用继承的技术,减少重复代码

4.6.1 继承的基本语法

class 派生类名:[继承方式] 基类名
    派生类新增加的成员
;

继承方式限定了基类成员在派生类中的访问权限,包括 public(公有的)、private(私有的)和
protected(受保护的)。此项是可选项,如果不写,默认为 private(成员变量和成员函数默认也是 private)。

例如我们看到很多网站中,都有公共的头部,公共的底部,甚至公共的左侧列表,只有中心内容不同

接下来我们分别利用普通写法和继承的写法来实现网页中的内容,看一下继承存在的意义以及好处

普通实现:
#include <iostream>
using namespace std;

class Java

public:
	void header()
	
		cout << "首页、公开课、登录、注册...(公共头部)" << endl;
	
	void footer()
	
		cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;
	
	void left()
	
		cout << "Java,Python,C++...(公共分类列表)" << endl;
	
	void content()
	
		cout << "JAVA学科视频" << endl;
	
;
//Python页面
class Python

public:
	void header()
	
		cout << "首页、公开课、登录、注册...(公共头部)" << endl;
	
	void footer()
	
		cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;
	
	void left()
	
		cout << "Java,Python,C++...(公共分类列表)" << endl;
	
	void content()
	
		cout << "Python学科视频" << endl;
	
;
//C++页面
class CPP

public:
	void header()
	
		cout << "首页、公开课、登录、注册...(公共头部)" << endl;
	
	void footer()
	
		cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;
	
	void left()
	
		cout << "Java,Python,C++...(公共分类列表)" << endl;
	
	void content()
	
		cout << "C++学科视频" << endl;
	
;

void test01()

	//Java页面
	cout << "Java下载视频页面如下: " << endl;
	Java ja;
	ja.header();
	ja.footer();
	ja.left();
	ja.content();
	cout << "--------------------" << endl;

	//Python页面
	cout << "Python下载视频页面如下: " << endl;
	Python py;
	py.header();
	py.footer();
	py.left();
	py.content();
	cout << "--------------------" << endl;

	//C++页面
	cout << "C++下载视频页面如下: " << endl;
	CPP cp;
	cp.header();
	cp.footer();
	cp.left();
	cp.content();



int main() 

	test01();

	system("pause");

	return 0;

运行结果:

Java下载视频页面如下:
首页、公开课、登录、注册...(公共头部)
帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)
Java,Python,C++...(公共分类列表)
JAVA学科视频
--------------------
Python下载视频页面如下:
首页、公开课、登录、注册...(公共头部)
帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)
Java,Python,C++...(公共分类列表)
Python学科视频
--------------------
C++下载视频页面如下:
首页、公开课、登录、注册...(公共头部)
帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)
Java,Python,C++...(公共分类列表)
C++学科视频
继承实现:
#include<iostream>
using namespace std;

//公共页面
class BasePage

public:
	void header()
	
		cout << "首页、公开课、登录、注册...(公共头部)" << endl;
	

	void footer()
	
		cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;
	
	void left()
	
		cout << "Java,Python,C++...(公共分类列表)" << endl;
	

;

//Java页面
class Java : public BasePage

public:
	void content()
	
		cout << "JAVA学科视频" << endl;
	
;
//Python页面
class Python : public BasePage

public:
	void content()
	
		cout << "Python学科视频" << endl;
	
;
//C++页面
class CPP : public BasePage

public:
	void content()
	
		cout << "C++学科视频" << endl;
	
;

void test01()

	//Java页面
	cout << "Java下载视频页面如下: " << endl;
	Java ja;
	ja.header();
	ja.footer();
	ja.left();
	ja.content();
	cout << "--------------------" << endl;

	//Python页面
	cout << "Python下载视频页面如下: " << endl;
	Python py;
	py.header();
	py.footer();
	py.left();
	py.content();
	cout << "--------------------" << endl;

	//C++页面
	cout << "C++下载视频页面如下: " << endl;
	CPP cp;
	cp.header();
	cp.footer();
	cp.left();
	cp.content();




int main() 

	test01();

	system("pause");

	return 0;

运行结果:

Java下载视频页面如下:
首页、公开课、登录、注册...(公共头部)
帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)
Java,Python,C++...(公共分类列表)
JAVA学科视频
--------------------
Python下载视频页面如下:
首页、公开课、登录、注册...(公共头部)
帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)
Java,Python,C++...(公共分类列表)
Python学科视频
--------------------
C++下载视频页面如下:
首页、公开课、登录、注册...(公共头部)
帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)
Java,Python,C++...(公共分类列表)
C++学科视频
总结:

继承的好处:可以减少重复的代码

class A : public B; 

A 类称为子类 或 派生类

B 类称为父类 或 基类

派生类中的成员,包含两大部分:

一类是从基类继承过来的,一类是自己增加的成员。

从基类继承过过来的表现其共性,而新增的成员体现了其个性。

4.6.2 继承方式(继承的语法:class 子类 : 继承方式 父类)(公共继承、保护继承、私有继承)

继承的语法:class 子类 : 继承方式 父类

继承方式一共有三种:

  • 公共继承
  • 保护继承
  • 私有继承


(首先,私有属性或方法不可继承;以公有方式继承时,原来的还是原来的;以保护继承方式继承时,都变保护属性或方法;以私有继承方式继承时,都变私有属性或方法)

示例:

#include<iostream>
using namespace std;

class Base1

public:
	int m_A;
protected:
	int m_B;
private:
	int m_C;
;

//公共继承
class Son1 :public Base1

public:
	void func()
	
		m_A; //可访问 public权限
		m_B; //可访问 protected权限
		//m_C; //不可访问
	
;

void myClass()

	Son1 s1;
	s1.m_A; //其他类只能访问到公共权限
	//s1.m_B;	//报错,保护属性无法从类外访问


//保护继承
class Base2

public:
	int m_A;
protected:
	int m_B;
private:
	int m_C;
;
class Son2 :protected Base2
//class Son2 :protected Base1

public:
	void func()
	
		m_A; //可访问 protected权限
		m_B; //可访问 protected权限
		//m_C; //不可访问
	
;
void myClass2()

	Son2 s;
	//s.m_A; //不可访问


//私有继承
class Base3

public:
	int m_A;
protected:
	int m_B;
private:
	int m_C;
;
class Son3 :private Base3

public:
	void func()
	
		m_A; //可访问 private权限
		m_B; //可访问 private权限
		//m_C; //不可访问
	
;
class GrandSon3 :public Son3

public:
	void func()
	
		//Son3是私有继承,所以继承Son3的属性在GrandSon3中都无法访问到
		//m_A;
		//m_B;
		//m_C;
	
;

int main() 
	return 0;

4.6.3 继承中的对象模型

**问题:**从父类继承过来的成员,哪些属于子类对象中?

示例:

#include<iostream>
using namespace std;

class Base

public:
	int m_A;
protected:
	int m_B;
private:
	int m_C; //私有成员只是被隐藏了,但是还是会继承下去
;

//公共继承
class Son :public Base

public:
	int m_D;
;

void test01()

	cout << "sizeof Son = " << sizeof(Son) << endl;	//sizeof Son = 16


int main() 

	test01();

	system("pause");

	return 0;

利用工具查看:

打开工具窗口后,定位到当前CPP文件的盘符

然后输入: cl /d1 reportSingleClassLayout查看的类名 所属文件名

效果如下图:

结论: 父类中私有成员也是被子类继承下去了,只是由编译器给隐藏后访问不到

示例:

F:\\Arnold_Test\\20211018_C_FILE_IOTest\\Project1>cl /d1 reportSingleClassLayoutSon 源.cpp
用于 x86 的 Microsoft (R) C/C++ 优化编译器 19.29.30133 版
版权所有(C) Microsoft Corporation。保留所有权利。

源.cpp

class Son       size(16):
        +---
 0      | +--- (base class Base)
 0      | | m_A
 4      | | m_B
 8      | | m_C
        | +---
12      | m_D
        +---
C:\\Program Files (x86)\\Microsoft Visual Studio\\2019\\Community\\VC\\Tools\\MSVC\\14.29.30133\\include\\ostream(302): warning C4530: 使用了 C++ 异常处理程序,但未启用展开语义。请指定 /EHsc
C:\\Program Files (x86)\\Microsoft Visual Studio\\2019\\Community\\VC\\Tools\\MSVC\\14.29.30133\\include\\ostream(295): note: 在编译 类 模板 成员函数“std::basic_ostream<char,std::char_traits<char>> &std::basic_ostream<char,std::char_traits<char>>::operator <<(unsigned int)”时
源.cpp(23): note: 查看对正在编译的函数 模板 实例化“std::basic_ostream<char,std::char_traits<char>> &std::basic_ostream<char,std::char_traits<char>>::operator <<(unsigned int)”的引用
源.cpp(23): note: 查看对正在编译的 类 模板 实例化“std::basic_ostream<char,std::char_traits<char>>”的引用
Microsoft (R) Incremental Linker Version 14.29.30133.0
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

/out:源.exe
源.obj

F:\\Arnold_Test\\20211018_C_FILE_IOTest\\Project1>

4.6.4 继承中构造和析构顺序(继承中 先调用父类构造函数,再调用子类构造函数,析构顺序与构造相反)

子类继承父类后,当创建子类对象,也会调用父类的构造函数

问题:父类和子类的构造和析构顺序是谁先谁后?

示例:

#include<iostream>
using namespace std;

class Base

public:
	Base()
	
		cout << "Base构造函数!" << endl;
	
	~Base()
	
		cout << "Base析构函数!" << endl;
	
;

class Son : public Base

public:
	Son()
	
		cout << "Son构造函数!" << endl;
	
	~Son()
	
		cout << "Son析构函数!" << endl;
	

;


void test01()

	//继承中 先调用父类构造函数,再调用子类构造函数,析构顺序与构造相反
	Son s;


int main() 

	test01();

	system("pause");

	return 0;

运行结果:

Base构造函数!
Son构造函数!
Son析构函数!
Base析构函数!

总结:继承中 先调用父类构造函数,再调用子类构造函数,析构顺序与构造相反

4.6.5 继承同名成员处理方式(当子类与父类拥有同名的成员函数,子类会隐藏父类中所有版本的同名成员函数;如果想访问父类中被隐藏的同名成员函数,需要加父类的作用域)(如子类Son的实例s想访问父类Base中的同名函数func(),则:s.Base::func()

问题:当子类与父类出现同名的成员,如何通过子类对象,访问到子类或父类中同名的数据呢?

  • 访问子类同名成员 直接访问即可
  • 访问父类同名成员 需要加作用域

示例:

#include<iostream>
using namespace std;

class Base 
public:
	Base()
	
		m_A = 100;
	

	void func()
	
		cout << "Base - func()调用" << endl;
	

	void func(int a)
	
		cout << "Base - func(int a)调用" << endl;
	

public:
	int m_A;
;


class Son : public Base 
public:
	Son()
	
		m_A = 200;
	

	//当子类与父类拥有同名的成员函数,子类会隐藏父类中所有版本的同名成员函数
	//如果想访问父类中被隐藏的同名成员函数,需要加父类的作用域
	void func()
	
		cout << "Son - func()调用" << endl;
	
public:
	int m_A;
;

void test01()

	Son s;

	cout << "Son下的m_A = " << s.m_A << endl;
	cout << "Base下的m_A = " << s.Base::m_A << endl;

	s.func();
	s.Base::func();
	s.Base::func(10);


int main() 

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