C++入门到精通：面向对象程序设计中的继承与派生！

Posted 2021-04-04 C语言编程俱乐部

面向对象程序设计有4个主要特点：抽象、封装、继承和多态性。本章主要介绍有关继承的知识，多态性将在后续章节中讲解。

继承性是面向对象程序设计最重要的特征，可以说，如果没有掌握继承性，就等于没有掌握类和对象的精华，就是没有掌握面向对象程序设计的真谛。

继承可以使得子类具有父类的属性和方法或者重新定义、追加属性和方法等。

░ 继承关系举例

万事万物中皆有继承，是重要的现象。

案例：植物继承图

传递性：高等植物，蕨类植物，苔藓都是植物，具有植物的共同特征。

不对称性：不是所有植物都属于菌类。

继承是类之间定义的一种重要关系

    一个B类继承A类，或者说从A类派生B类；那么A类称为基类(父类)，B类称为派生类(子类)，像父子关系一样。

has-A：类的组合；use-A：友元类，做函数参数传递；is-A：继承。

░ 派生类的定义

1、类继承关系的语法

    class 派生类名:基类名列表

    {

//成员变量和成员函数声明...

    }

2、基类名列表：

访问限定符 基类名1,访问限定符 基类名2...

3、访问限定符表示派生类对基类的继承方式，使用关键字：

    ▷ public 公有继承

    ▷ private 私有继承

    ▷ protected 保护继承

派生类继承了基类的全部成员变量和成员方法（除了构造和析构之外的成员方法），但是这些成员的访问属性，在派生过程中是可以调整的。

░ 继承重要说明和示例

说明：

    1、子类拥有父类的所有成员变量和成员函数；

    2、子类可以拥有父类没有的方法和属性；

    3、子类就是一种特殊的父类；

    4、子类对象可以当作父类对象使用(在父类做函数形参时，可以传子类对象)。

实例：

░ 派生类的访问控制

1、不同的继承方式会改变继承成员的访问属性

    public继承：父类成员在子类中保持原有访问级别；

    private继承：父类成员在子类中变为private成员；

    protected继承：父类中public成员会变成protected。

  父类中protected成员仍然为protected；父类中private成员仍然为private

2、private成员在子类中依然存在，但是却无法访问到。不论种方式继承，派生类都不能直接使用基类的私有成员 。(可以通过提供接口访问)

类的继承方式会影响父类的属性在子类中的访问权限。

░ 能否被访问、继承方式选择

1、如何判断成员是否能被访问：“三看”原则

    1> 看调用语句，是再写在子类的内部还是外部；

    2> 看子类如何从父类继承；

    3> 看父类访问级别。

2、派生类类成员访问级别设置的原则

思考：如何恰当的使用public，protected和private为成员声明访问级别？

    1> 需要被外界访问的成员直接设置为public；

    2> 只能在当前类中访问的成员设置为private；

    3> 只能在当前类和子类中访问的成员设置为protected，protected成员的访问权限介于public和private之间。

    PS：一般情况下，均使用public继承方式。

░ 类型兼容性原则

类型兼容规则是指在需要基类对象的任何地方，都可以使用公有派生类的对象来替代。

通过公有继承，派生类得到了基类中除构造函数、析构函数之外的所有成员。这样，公有派生类实际就具备了基类的所有功能，凡是基类能解决的问题，公有派生类都可以解决。

类型兼容规则中所指的替代包括以下情况：

    ▷ 子类对象可以当作父类对象使用

    ▷ 子类对象可以直接赋值给父类对象

    ▷ 子类对象可以直接初始化父类对象

    ▷ 父类指针可以直接指向子类对象

    ▷ 父类引用可以直接引用子类对象

在替代之后，派生类对象就可以作为基类的对象使用，但是只能使用从基类继承的成员。

类型兼容规则是多态性的重要基础之一。

总结：子类就是特殊的父类。

░ 继承中的构造和析构

1、问题：子类如何初始化父类成员？父类与子类的构造函数有什么关系？

    ☆ 在子类对象构造时，需要调用父类构造函数对其继承得来的成员进行初始化。

    ☆ 在子类对象析构时，需要调用父类析构函数对其继承得来的成员进行清理。

2、继承中的构造析构调用原则

    ☆ 子类对象在创建时会首先调用父类的构造函数；

    ☆ 父类构造函数执行结束后，执行子类的构造函数；

    ☆ 当父类的构造函数有参数时，需要在子类的初始化列表中显示调用；

    ☆ 析构函数调用的先后顺序与构造函数相反。

░ 继承中同名成员处理方法

1、当子类成员变量与父类成员变量同名时，子类依然从父类继承同名成员

2、在子类中通过作用域分辨符::进行同名成员区分（在派生类中使用基类的同名成员，显式地使用类名限定符）

3、同名成员存储在内存中的不同位置

总结：同名成员变量和成员函数通过作用域分辨符进行区分。

░ 继承中的static成员

继承和static关键字在一起会产生什么现象？

    ▷ 基类定义的静态成员，将被所有派生类共享

    ▷ 派生类中访问静态成员，用以下形式显式说明：

接下来的内容

░ 多继承

派生类只有一个基类，称为单继承（Single Inheritance）。除此之外，C++也支持多继承（Multiple Inheritance），即一个派生类可以有两个或多个基类。

多继承容易让代码逻辑复杂、思路混乱，一直备受争议，后来的 Java、C#、php 等干脆取消了多继承。

░ 多继承的二义性

如果一个派生类从多个基类派生，而这些基类又有一个共同的基类，则在对该基类中声明的名字进行访问时，可能产生二义性。

为了解决多继承时的命名冲突和冗余数据问题，C++ 提出了虚继承，使得在派生类中只保留一份间接基类的成员。

使用关键字Virtual：

好啦，今天的学习就到此为止吧~明天继续~

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