c++ prime学习记录：面对对象编程之转换与继承

转换与继承

理解基类类型和派生类型之间的转换，对于理解面向对象编程在 C++ 中如何工作非常关键。

1.派生类到基类的转换

a.引用转换不同于转换对象

我们已经看到，可以将派生类型的对象传给希望接受基类引用的函数。也许会因此认为对象进行转换，但是，事实并非如此。将对象传给希望接受引用的函数时，引用直接绑定

到该对象，虽然看起来在传递对象，实际上实参是该对象的引用，对象本身未被复制，并且，转换不会在任何方面改变派生类型对象，该对象仍是派生类型对象。

将派生类对象传给希望接受基类类型对象（而不是引用）的函数时，情况完全不同。在这种情况下，形参的类型是固定的——在编译时和运行时形参都是基类类型对象。如果用

派生类型对象调用这样的函数，则该派生类对象的基类部分被复制到形参。

一个是派生类对象转换为基类类型引用，一个是用派生类对象对基类对象进行初始化或赋值，理解它们之间的区别很重要。

b.用派生类对象对基类对象进行初始化或赋值

对基类对象进行初始化或赋值，实际上是在调用函数：初始化时调用构造函数，赋值时调用赋值操作符。

用派生类对象对基类对象进行初始化或赋值时，有两种可能性。第一种（虽然不太可能的）可能性是，基类可能显式定义了将派生类型对象复制或赋值给基类对象的含义，这可以通过定义适当的构造函数或赋值操作符实现：

class Derived;
class Base {
public:
Base(const Derived&); // create a new Base from a Derived
Base &operator=(const Derived&); // assign from a Derived
// ...
};

在这种情况下，这些成员的定义将控制用Derived 对象对 Base 对象进行初始化或赋值时会发生什么。
然而，类显式定义怎样用派生类型对象对基类类型进行初始化或赋值并不常见，相反，基类一般（显式或隐式地）定义自己的复制构造函数和赋值操作符，这些成员接受一个形参，该形参是基类类型的（const）引用。因为存在从派生类引用到基类引用的转换，这些复制控制成员可用于从派生类对象对基类对象进行初始化或赋值：

Item_base item; // object of base type
Bulk_item bulk; // object of derived type
// ok: uses Item_base::Item_base(const Item_base&) constructor
Item_base item(bulk); // bulk is "sliced down" to its Item_base portion
// ok: calls Item_base::operator=(const Item_base&)
item = bulk; // bulk is "sliced down" to its Item_base portion

用Bulk_item 类型的对象调用 Item_base 类的复制构造函数或赋值操作符时，将发生下列步骤：
(1)将Bulk_item 对象转换为 Item_base 引用，这仅仅意味着将一个 Item_base 引用绑定到 Bulk_item 对象。
(2)将该引用作为实参传给复制构造函数或赋值操作符。
(3)那些操作符使用Bulk_item 的 Item_base 部分分别对调用构造函数或赋值的 Item_base 对象的成员进行初始化或赋值。
(4)一旦操作符执行完毕，对象即为Item_base。它包含Bulk_item 的 Item_base 部分的副本，但实参的 Bulk_item 部分被忽略。

在这种情况下，我们说bulk 的 Bulk_item 部分在对 item 进行初始化或赋值时被“切掉”了。Item_base 对象只包含基类中定义的成员，不包含由任意派生类型定义的成员，Item_base 对象中没有派生类成员的存储空间。

C.派生类到基类转换的可访问性

像继承的成员函数一样，从派生类到基类的转换可能是也可能不是可访问的。转换是否访问取决于在派生类的派生列表中指定的访问标号。要确定到基类的转换是否可访问，可以考虑基类的public 成员是否访问，如果可以，转换是可访问的，否则，转换是不可访问的。

如果是public 继承，则用户代码和后代类都可以使用派生类到基类的转换。如果类是使用 private 或 protected 继承派生的，则用户代码不能将派生类型对象转换为基类对象。如果是private 继承，则从 private 继承类派生的类不能转换为基类。如果是 protected 继承，则后续派生类的成员可以转换为基类类型。

无论是什么派生访问标号，派生类本身都可以访问基类的public 成员，因此，派生类本身的成员和友元总是可以访问派生类到基类的转换。

2.基类到派生类的转换

从基类到派生类的自动转换是不存在的。需要派生类对象时不能使用基类对象：

Item_base base;
Bulk_item* bulkP = &base; // error: can't convert base to derived
Bulk_item& bulkRef = base; // error: can't convert base to derived
Bulk_item bulk = base; // error: can't convert base to derived

没有从基类类型到派生类型的（自动）转换，原因在于基类对象只能是基类对象，它不能包含派生类型成员。如果允许用基类对象给派生类型对象赋值，那么就可以试图使用该

派生类对象访问不存在的成员。

有时更令人惊讶的是，甚至当基类指针或引用实际绑定到绑定到派生类对象时，从基类到派生类的转换也存在限制：

Bulk_item bulk;
Item_base *itemP = &bulk; // ok: dynamic type is Bulk_item
Bulk_item *bulkP = itemP; // error: can't convert base to derived

编译器在编译时无法知道特定转换在运行时实际上是安全的。编译器确定转换是否合法，只看指针或引用的静态类型。

在这些情况下，如果知道从基类到派生类的转换是安全的，就可以使用static_cast强制编译器进行转换。或者，可以用dynamic_cast 申请在运行时进行检查。