《黑马程序员》C++核心编程(二)—

《黑马程序员》C++核心变成（二）——4.6继承

4.6继承
- 4.6.1 继承的基本语法
- 4.6.2 继承方式
- 4.6.3 继承中的对象模型
- 4.6.4 继承中构造和析构顺序
- 4.6.5 继承同名成员处理方式
- 4.6.6 继承同名静态成员处理方式
- 4.6.7 多继承语法
- 4.6.8 菱形继承

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

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>
#include<string>
using namespace std;//Java页面
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;
}

继承实现：

#include<iostream>
#include<string>
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;
}

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

继承方式一共有三种：

公共继承
保护继承
私有继承
父类中的private，子类中都不能访问

#include<iostream>
#include<string>
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
}//保护继承
class Base2
{public:int m_A;
protected:int m_B;
private:int m_C;
};
class Son2 :protected Base2
{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;}
};

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>
#include<string>
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;//16 = 4*4//父类中的所有非静态成员属性都会被子类继承下去//父类中私有成员属性是被被编译器隐藏了，因此是访问不到的，但是确实被继承下去了
}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

4.6.4 继承中构造和析构顺序

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>
#include<string>
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;
}

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

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：s.m_A，s.func();
访问父类同名成员需要加作用域：s.Base::m_A，s.Base::func();

示例：

#include<iostream>
#include<string>
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(包括重载的函数)//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() {test01();system("pause");return EXIT_SUCCESS;
}

总结：

子类对象可以直接访问到子类中同名成员
子类对象加作用域可以访问到父类同名成员
当子类与父类拥有同名的成员函数，子类会隐藏父类中同名成员函数（包括重载成员函数，虽然参数不同，但是也被隐藏），加作用域可以访问到父类中同名函数

4.6.6 继承同名静态成员处理方式

问题：继承中同名的静态成员在子类对象上如何进行访问？

静态成员和非静态成员出现同名，处理方式一致

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>
#include<string>
using namespace std;class Base {public:static void func(){cout << "Base - static void func()" << endl;}static void func(int a){cout << "Base - static void func(int a)" << endl;}static int m_A;
};int Base::m_A = 100;class Son : public Base {public:static void func(){cout << "Son - static void func()" << endl;}static int m_A;
};int Son::m_A = 200;//同名成员属性
void test01()
{//1.通过对象访问cout << "通过对象访问： " << endl;Son s;cout << "Son  下 m_A = " << s.m_A << endl;cout << "Base 下 m_A = " << s.Base::m_A << endl;//2.通过类名访问cout << "通过类名访问： " << endl;cout << "Son  下 m_A = " << Son::m_A << endl;cout << "Base 下 m_A = " << Base::m_A << endl;cout << "Base 下 m_A = " << Son::Base::m_A << endl;//第一个：：代表通过类名的方式访问  第二个：：代表访问父类作用域下
}//同名成员函数
void test02()
{//1.通过对象访问cout << "通过对象访问： " << endl;Son s;s.func();s.Base::func();//2.通过类名访问cout << "通过类名访问： " << endl;Son::func();Son::Base::func();//出现同名，子类会隐藏掉父类中所有同名成员函数，需要加作作用域访问Son::Base::func(100);
}
int main() {test01();test02();system("pause");return 0;
}

总结：同名静态成员处理方式和非静态处理方式一样，只不过有两种访问的方式（通过对象和通过类名）

4.6.7 多继承语法

C++允许一个类继承多个类

语法：class 子类：继承方式父类1 ，继承方式父类2…

多继承可能会引发父类中有同名成员出现，需要加作用域区分

C++实际开发中不建议用多继承

示例：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;class Base1 {public:Base1(){m_A = 100;}
public:int m_A;
};class Base2 {public:Base2(){m_A = 200;  //开始是m_B 不会出问题，但是改为mA就会出现不明确}
public:int m_A;
};//语法：class 子类：继承方式 父类1 ，继承方式 父类2
class Son : public Base2, public Base1
{public:Son(){m_C = 300;m_D = 400;}
public:int m_C;int m_D;
};//多继承容易产生成员同名的情况
//通过使用类名作用域可以区分调用哪一个基类的成员
void test01()
{Son s;cout << "sizeof Son = " << sizeof(s) << endl;//16 = 2*4 +4 +4cout << s.Base1::m_A << endl;cout << s.Base2::m_A << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结：多继承中如果父类中出现了同名情况，子类使用时候要加作用域

4.6.8 菱形继承

菱形继承概念：

两个派生类继承同一个基类

又有某个类同时继承者两个派生类

这种继承被称为菱形继承，或者钻石继承

典型的菱形继承案例：

菱形继承问题：

羊继承了动物的数据，驼同样继承了动物的数据，当草泥马使用数据时，就会产生二义性——加上作用域就可以
草泥马继承自动物的数据继承了两份，其实我们应该清楚，这份数据我们只需要一份就可以。

继承前加virtual关键字后，变为虚继承
此时公共的父类Animal称为虚基类

示例：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;class Animal
{public:int m_Age;
};//继承前加virtual关键字后，变为虚继承
//此时公共的父类Animal称为虚基类
class Sheep : virtual public Animal {};
class Tuo : virtual public Animal {};
class SheepTuo : public Sheep, public Tuo {};void test01()
{SheepTuo st;st.Sheep::m_Age = 100;st.Tuo::m_Age = 200;//使用虚继承之后，m_Age就只有一份存储在Animal中//Tuo和Sheep中存储的是VBPTR（virtual base pointer，虚基类表），// 这是一个指针，指向虚基类表中m_Age的存储地址cout << "st.Sheep::m_Age = " << st.Sheep::m_Age << endl;cout << "st.Tuo::m_Age = " << st.Tuo::m_Age << endl;cout << "st.m_Age = " << st.m_Age << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

如果没有使用虚继承，则存储了两份相同的数据，导致资源浪费以及毫无意义

总结：

菱形继承带来的主要问题是子类继承两份相同的数据，导致资源浪费以及毫无意义
利用虚继承可以解决菱形继承问题