C++中的继承

面向对象的三大特性

1. 封装
2. 继承
3. 多态

继承的概念和定义

继承的本质就是类层次的复用。

继承的概念

继承(inheritance)机制是面向对象程序设计使代码可以复用的最重要的手段.
它允许程序员在保持原有类特性的基础上进行扩展，增加功能，这样产生新的类，称派生类。
继承呈现了面向对象程序设计的层次结构，体现了由简单到复杂的认知过程。
继承是类设计层次的复用

基类(父类) 派生类(子类)

父类就是被继承的类。
子类就是继承的类。
子类复用了父类

class Person
{
public:void Print(){cout << "name:" << _name << endl;cout << "age:" << _age << endl;}
protected:string _name = "tongtong"; // 姓名 int _age = 15; // 年龄
};class Student : public Person
{
protected:int _stuid; // 学号 
};
int main()
{Student s;//如果共有子类可以用父类的函数//私有就不可以s.Print();return 0;
}

用上面的定义来说，
person就是父类，student就是子类，子类会复用父类

看打印的结果，我们发现，虽然studen没有名字和年龄，但是却可以打印，原因就是继承了

继承关系和访问限定符

class Student : public Person，
在定义student的时候其中pubilc就是继承方式。

继承关系和访问限定符都是有三种，public，protected，private
所以继承关系和访问限定符有9种组合方式，具体如下图。

类成员/继承方式	pubilc继承	protected继承	private继承
父类的pubilc成员	子类的pubilc成员	子类的protected成员	子类的private成员
父类的protected成员	子类的protected成员	子类的protected成员	子类的private成员
父类的private成员	在子类中不可见	在子类中不可见	子类中不可见

当在继承的时候，可以不写继承关系。
但是class默认的继承方式是private，struct的继承方式是public。

总结

访问方式==父类访问限定符和限定方式小的。pubic>protected>private.

protected和private的区别

在父类中，这两个访问限定符没有区别，都是在类中可以访问，在类外不可访问。
但是在子类中，他们两个有区别。
protected在子类中可见，不可用。
private在子类中不可见，不可用。

父类和子类的赋值转换

将子类转换为父类，不需要发生类型转换，不会产生临时变量，天然支持的。
可以这样理解，父类是特殊的子类。

int main()
{   //发生隐式类型类型转换double d = 1.5;int i = d;//必须用const，临时变量具有常性const int& i2 = d;//天然支持的，不存在类型转换发生Student s;Person p = s;//没有产生临时对象，所以不用加constPreson p2& = s;Preson* ptr = &s;return 0;
}

如果不理解，可以形象的看这个图。

那么问一个问题？

父能不能给给子？
不可以，父类的东西比子类的东西少。

继承中的作用域

1. 在继承体系中基类和派生类都有独立的作用域。
2. 子类和父类中有同名成员，子类成员将屏蔽父类对同名成员的直接访问，这种情况叫隐藏，也叫重定义。（在子类成员函数中，可以使用基类::基类成员 显示访问）
3. 需要注意的是如果是成员函数的隐藏，只需要函数名相同就构成隐藏。
4. 注意在实际中在继承体系里面最好不要定义同名的成员。

问题：既然子类和父类有自己的作用域，那么能不能有同名变量或同名函数？(隐藏/重定义)

可以，独立的作用域当然可以拥有同名的变量或函数。
就近原则，优先访问自己作用域，
但是如果想访问同名的其他作用域，指定作用域就可以。

做下面这个练习题

class A
{
public:void fun(){cout << "func()" << endl;}
};
class B : public A
{
public:void fun(int i){A::fun();cout << "func(int i)->" << i << endl;}
};
//A:两个fun构成函数重载
//B:两个fun构成隐藏
//C:编译报错
//D:以上说法都不对

B，
在不同的作用域，不可能构成函数重载，这两个类也没有问题，他们构成隐藏。
有人会想，他们同名，参数不同还构成隐藏吗？
如果是成员函数的隐藏，只需要保证函数名相同就可以。不用考虑参数，和返回值。

如果想用A的fun怎么用？
B().A::fun();
加上域作用限定符就可以，我用的是匿名对象，大家也可以不用。

子类的默认成员

先考虑默认成员函数

先给大家一个父类，写一个student子类

class Person
{
public:Person(const char* name = "peter"): _name(name){cout << "Person()" << endl;}Person(const Person& p): _name(p._name){cout << "Person(const Person& p)" << endl;}Person& operator=(const Person & p){cout << "Person operator=(const Person& p)" << endl;if (this != &p)_name = p._name;return *this;}~Person(){cout << "~Person()" << endl;}
protected:string _name; // 姓名 
};

1、子类的构造函数

父类的成员必须调用父类的构造进行初始化。如果在子类中不写构造和析构函数，调用父类的构造函数和析构函数。

父类的成员调用父类的构造函数初始化，子类的自己的成员自己初始化，
用到方法就是在初始化列表中，按照这个方式初始化person(name)，调用父类的构造，用我们自己传的参数构造。
如果不写person(name)，也会调用父类的构造函数，用缺省参数构造。

我们可以这样理解，将父类当成子类的成员。

class Student : public Person
{Student(const char* name,int num):Person(name)//规定这么写，调用父类的构造函数初始化//如果不写person(name)也可以调用父类的构造函数。,_num(num){}
protected:int _num;
};
int main()
{Student s("tongtong",20);return 0;
}

2、子类的拷贝构造

如果不写子类的拷贝构造，会调用父类的默认的拷贝构造。

class Student : public Person
{
public:Student(const Student& s){}
protected:int _num;
};
int main()
{Student s("tongtong",20);Student s2(s);return 0;
}

对于上面这种写了拷贝构造但不做处理，编译器不会调用父类的拷贝构造。只进行了一次构造，还是因为传参的时候调用。

初始化父类，就传父类的拷贝构造

class Student : public Person
{
public:Student(const Student& s)//直接将子类切片。调用父类的拷贝构造:Person(s)，_num(s._num){}
protected:int _num;
};

3、赋值 重载

 Student& operator =(const Student& s){if (this != &s){Person::operator =(s);_num = s._num;}return *this;}

4、析构函数

 //析构函数会被处理为Destructor，构成隐藏所以用作用域~Student(){Person::~Person();}

int main()
{Student s1("tongtong", 20);
}

如果这样我们的析构会调用三回，本来只需要调用两回，多调用了一会的原因是Person::~Person();这个多调用了一会。

析构函数不需要我们自己显示调用，他自己调用父类的析构和子类的析构。
所以为了保证析构的顺序，先析构子再析构父。
如果我们自己操作不能保证这个顺序，
所以编译器帮我们做，子类析构函数完成时，会自动调用父类析构函数，保证先析构子再析构父。

因为要保证顺序，
构造的顺序肯定是先构造父类在构造子类。

四个子类的默认函数调用，除了析构函数，顺序都是先父后子。

5、继承和友元

友元关系不能继承。

下面代码有错误，因为友元函数不能继承，所以我们再有友元函数中不能访问子类的成员，没有继承了父类的友元。

class Student;
class Person
{
public:friend void Display(const Person& p, const Student& s);
protected:string _name; // 姓名 
};
class Student : public Person
{
protected:int _stuNum; // 学号 
};
void Display(const Person& p, const Student& s)
{cout << p._name << endl;//错误的代码下一句，不可访问cout << s._stuNum << endl;
}
void main()
{Person p;Student s;Display(p, s);
}

但是如果想要访问，就在子类加上友元函数的声明就可以了

class Student;
class Person
{
public:friend void Display(const Person& p, const Student& s);
protected:string _name; // 姓名 
};
class Student : public Person
{//加上友元就可以使用了。friend void Display(const Person& p, const Student& s);
protected:int _stuNum; // 学号 
};
void Display(const Person& p, const Student& s)
{cout << p._name << endl;cout << s._stuNum << endl;
}
void main()
{Person p;Student s;Display(p, s);
}

6、继承与静态成员

父类定义了static静态成员，则整个继承体系里面只有一个这样的成员。无论派生出多少个子类，都只有一个static成员实例

.7、复杂的菱形继承及菱形虚拟继承

一、单继承

一个子类只有一个直接父类时称这个继承关系为单继承

二、多继承

一个子类有两个或以上直接父类时称这个继承关系为多继承

三、多继承会引起菱形继承

菱形继承是多继承的一种特殊情况。

菱形继承的问题：从下面的对象成员模型构造，可以看出菱形继承有数据冗余和二义性的问题。

使用虚继承解决数据冗余和二义性

8、虚继承继承

现在有一个菱形继承(A B C D)

class A
{
public:int _a;
};class B : public A 
{
public:int _b;
};
class C : public A 
{
public:int _c;
};
class D : public B, public C
{
public:int _d;
};

在主函数中测试，不能再监视窗口观察，它已经经过处理，我们要在内存窗口观察。

int main()
{D d;d.B::_a = 1;d.C::_a = 2;d._b = 3;d._c = 4;d._d = 5;return 0;
}

上面没有虚继承，就是单纯的多继承，会有数据冗余和二义性，先观察一下

使用虚继承

内存窗口

将公共继承的A放到一块空间，
B通过第一个地址找到偏移量20，向下走5个地址，从而找到A，就可以改变A。
C通过第一个地址找到偏移量12，向下走3个地址，从而找到A，就可以改变A。
这样就只有一块A，解决数据冗余和二义性

9、继承和组合

public继承是一种is-a的关系。也就是说每个派生类对象都是一个基类对象。

组合是一种has-a的关系。假设B组合了A，每个B对象中都有一个A对象。