C++学习21 基类和派生类的赋值

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了C++学习21 基类和派生类的赋值相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

在C/C++中,经常会发生数据类型转换,例如整型数据可以赋值给浮点型变量,在赋值之前,先把整型数据转换为浮点型;反过来,浮点型数据也可以赋值给整型变量。

数据类型转换的前提是,编译器知道如何对数据进行取舍。例如:

int a = 10.9;
printf("%d\n", a);

输出结果为 10,编译器会将小数部分直接丢掉(不是四舍五入)。再如:

float b = 10;
printf("%f\n", b);

输出结果为 10.000000,编译器会自动添加小数部分。

类也是一种数据类型,也可以发生数据类型转换。不过这种转换只有在基类和派生类之间才有意义。

由于派生类包含从基类继承的成员,因此可以将派生类的对象赋值给基类对象,如下所示:

class A{
public:
    int m;
};
class B: public A{
public:
    int n;
};
A a;
B b;
a = b;
a.m = 2;

A是B的基类,a、b 分别是它们的对象,所以可以将 b 赋值给 a,然后通过 a 来访问成员变量 m。

实际上,对象之间的赋值是成员变量的赋值,成员函数不存在赋值问题。在赋值时,会舍弃派生类自己的成员,也就是”大材小用“,如下图所示:

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可以发现,即使将派生类对象赋值给基类对象,基类对象也不会包含派生类的成员,所以依然不同通过基类对象来访问派生类的成员。对于上面的例子,a.m 是正确的,但 a.n 就是错误的,因为 a 不包含成员 n。

这种转换关系是不可逆的,只能用派生类对象给基类对象赋值,而不能用基类对象给派生类对象赋值。理由是很显然的,基类不包含派生类的成员,无法对派生类的成员变量赋值。同理,同一基类的不同派生类对象之间也不能赋值。

要理解这个问题,还得从赋值的本质入手。赋值实际上是向内存填充数据,当数据较多时很好处理,舍弃即可;上例中,a=b 时,成员 n 是多余的,会被直接丢掉,所以不会发生赋值错误。但当数据较少时,问题就很棘手,编译器不知道如何填充剩下的内存;上例中,b= a 时,编译器不知道该如何给变量 n 赋值,所以会发生错误。

请看下面一个完整的例子:

#include <iostream>
using namespace std;
class A{
public:
    int n;
    A(int n):n(n){}
    void display(){ cout<<"Class A: n="<<n<<endl;}
};
class B: public A{
public:
    B(int n):A(n){}
    void display(){ cout<<"Class B: n="<<n<<endl;}
};
class C: public A{
public:
    C(int n):A(n){}
    void display(){ cout<<"Class C: n="<<n<<endl;}
};
int main(){
    A a(1);
    B b(2);
    C c(3);
    a.display();
    a = b;
    b.n = 100;
    a.display();
    a = c;
    a.display();
    return 0;
}

本例中,将 b 对象赋值给 a 对象,等价于 a.n = b.n,赋值完成后 a.n 的值为 2,然后调用 a.display() 函数,输出结果就是”Class A: n=2“。将 c 对象赋值给 a 对象也是同样的道理。

这个例子很好的说明了:基类对象和派生类对象之间的赋值仅仅是对应的成员变量的赋值,不会影响成员函数,不会影响 this 指针。

总结:可以通过派生类对象访问派生类的成员,但无论如何,也不能通过基类对象访问派生类成员。

指向对象的指针

对上例 main 函数中的代码做如下更改:

A *p = new A(1);
p->display();
p = new B(2);
p->n = 100;
p->display();
p = new C(3);
p->display();

输出结果:
Class A: n=1
Class A: n=100
Class A: n=3

本例定义了一个指针,使它指向不同的对象。与上例不同的是,本例中并没有发生对象的赋值,仅仅是改变了指针的指向。

输出结果的第2行与上例不同,这是为什么呢?

在代码第3行中,将 p 指向 B 类的对象,隐式指针 this 也随之改变,指向 B 类的对象,所以 p->n 和 this->n 访问的都是 B 类对象的成员变量,输出结果显然是”n=100“。

细心读者可能已经发现,虽然 this 指向了 B 类对象,但是 p->display() 依然调用 A 类的成员函数。这是因为,成员变量和成员函数不在同一个内存区域,系统通过 this 指针来访问成员变量,但是却不通过它来访问成员函数。

系统通过对象的类型来访问成员函数。例如 p 的类型是 A,那么不管 p 指向哪个对象,都访问 A 类的成员函数。

以上是关于C++学习21 基类和派生类的赋值的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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