C++中的繼承詳解

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繼承基本知識

定義：

 繼承是面向對復用的重要手段。通過繼承定義一個類，繼承是類型之間的關系建模，共享公有的東西，實現各自本質不同的東西。

繼承關系：

 三種繼承關系下基類成員的在派生類的訪問關系變化(圖)

 舉個栗子（公有繼承）

```c++
class Person
{
public :
Person(const string& name)
: _name(name )
{}
void Display ()
{
cout<<_name <<endl;
}
protected :
string _name ; // 姓名
string _sex ;
};

class Student : public Person //公有繼承
{
protected :
int _num ; // 學號
};

### 繼承圖例解釋：
![這里寫圖片描述](https://img-blog.csdn.net/2018042122253862?watermark/2/text/aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM4NjQ2NDcw/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70)
**私有繼承和保護繼承很少用到，我們重點要掌握公有繼承**

### 繼承與轉換--賦值兼容規則--public繼承
1. 子類對象可以賦值給父類對象（切割/切片）
2. 父類對象不能賦值給子類對象
3. 父類的指針/引用可以指向子類對象
4. 子類的指針/引用不能指向父類對象（可以通過強制類型轉換完成）
```C++
class Person
{
public:
    void Display()
    {
        cout << "AA" << endl;
    }
protected:
    string _name; // 姓名
};
class Student : public Person
{
public:
    int _num; // 學號
};

int main()
{
    Person a;
    Student b;
    a = b; //子類對象賦值給基類對象（切片）這個特性是編譯器支持的
    b = a; //父類對象不能賦值給子類對象

    Person *p1 = &b; //特性3
    //Person &a1 = b; //特性3
    Student *p2 = (Student*)&a; //特性4
    Student& b1 = (Student&)a; //特性4
    getchar();
    return 0;
}

繼承體系中的作用域

1. 在繼承體系中基類和派生類都有獨立的作用域。
2. 子類和父類中有同名成員（成員函數，成員變量）子類成員將屏蔽父類對成員的直接訪問。（在子類成員函數中，可以使用 基類::基類成員 訪問）--隱藏（重定義）
3. ==注意在實際中在繼承體系里面最好不要定義同名的成員==。

   
   class Person
   {
   public:
   Person(const char *name = "",int num = 0)
       :_name(name)
       ,_num(num)
   {}

protected:
string _name; // 姓名
int _num;
};
class Student : public Person
{
public:
Student(const char* name = "", const int num1 = 0, int num2 = 0)
:Person(name,num1)
,_num(num2)
{}
void Display()
{
cout << _num << endl;
cout <<Person:: _num << endl;//必須顯示指出基類作用域才能打印基類成員
}
protected:
int _num; // 學號
};

int main()
{
Person a("boday",15);
Student b("crash",1502,17);
b.Display();

return 0;

}

**運行結果：**
![這里寫圖片描述](https://img-blog.csdn.net/20180422193345134?watermark/2/text/aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM4NjQ2NDcw/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70)
可以很明顯看出此時打印的是子類的成員，而隱藏掉了父類的成員，（```這就是隱藏```）

### 派生類的默認成員函數
 在繼承關系里面，在派生類中如果沒有顯示定義這六個成員函數，編譯系統則會默認合成這六個默認的成員函數。
![這里寫圖片描述](https://img-blog.csdn.net/20180421222558568?watermark/2/text/aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM4NjQ2NDcw/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70)
**來個栗子說說默認成員函數的前四個（` 后兩個不常用`）**
```cpp
class Person
{
public:
    Person(const char *name = "",int num = 0) //父類構造函數
        :_name(name)
        ,_num(num)
    {}
    ~Person()//父類析構函數
    {
        cout << "~Person()" << endl;
    }
    Person(const Person& p)//父類拷貝構造函數
        :_name(p._name)
        ,_num(p._num)
    {}
    Person& operator=(const Person& p)//父類賦值運算符重載
    {
        if (this != &p)
        {
            _name = p._name;
            _num = p._num;
        }
        return *this;
    }

protected:
    string _name; // 姓名
    int _num;
};
class Student : public Person
{
public:
    Student(const char* name = "", const int num1 = 0, int num2 = 0)//子類構造函數
        :Person(name,num1)   
        ,_num(num2)
    {}
    ~Student()//子類析構函數
    {
        cout << "~Student()" << endl;
    }
    Student(const Student& s)//子類拷貝構造函數
        :Person(s)
        ,_num(s._num)
    {}
    Student& operator=(const Student& s)//子類賦值運算符重載
    {
        Person::operator=(s); //顯示調用父類賦值運算符重載
        _num = s._num;
    }
protected:
    int _num; // 學號
};

先調用父類構造函數，在調用基類構造函數；析構函數調用順序與構造函數相反（先構造后析構，這個和棧的規則有關（先入后出））

繼承方式（單繼承，多繼承，菱形繼承）

1.單繼承

定義：一個子類只有一個直接父類時稱這個繼承關系為單繼承

代碼示例：

class A
{
protected:
    int _a;
};

class B : public A //B類 繼承 A類
{
protected:
    int _b;
};

2.多繼承

定義：一個子類有兩個或以上直接父類時稱這個繼承關系為多繼承

代碼示例：

class A
{
protected:
    int _a;
};

class B 
{
protected:
    int _b;
};

class C : public A,B
{
protected:
    int _c;
};

3.菱形繼承

代碼示例：

class Person
{
public:
    string _name; // 姓名
};
class Student : public Person
{
protected:
    int _num; //學號
};
class Teacher : public Person
{
protected:
    int _id; // 職工編號
};
class Assistant : public Student, public Teacher
{
protected:
    string _majorCourse; // 主修課程
};
void Test()
{
    // 顯示指定訪問哪個父類的成員（二義性問題）
    Assistant a;
    a.Student::_name = "xxx";
    a.Teacher::_name = "yyy";//數據冗余問題
}

很明顯菱形繼承存在問題，存在二義性和數據冗余的問題。為了解決這個問題就引入了虛繼承。

虛繼承：解決菱形繼承的二義性和數據冗余的問題

在聲明派生類時，指定其繼承方式時聲明為虛繼承的方式。如

class A
{
public:
    int _a;
};

class B : virtual public A //聲明為虛基類
{
protected:
    int _b;
};

class C : virtual public A //聲明為虛基類
{
protected:
    int _c;
};

class D : public B,public C
{
protected:
    int _d;
};

看看測試效果：

void Test()
{
    D d;
    d._a = 10;
}

是不是很疑惑到底是如何解決的？那就要深入到底層探索下

這里在虛繼承時用一個虛基表存放偏移量，這樣B和C類同時使用一個虛基表存放A相對于B和C的偏移量，當發生虛繼承時A會存放在一個公共區域，這就很好的解決了二義性問題，同時也節省了空間。
虛繼承很好的解決了菱形繼承帶來的問題。

這里建議大家寫下代碼調試一下，同時查看內存變化。