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C++ primer（十三）--类继承、构造函数成员初始化、虚函数、抽象基类

2013-10-09 19:33 465 查看
一、基类

从一个类派生出另一个类时，原始类称为基类，继承类称为派生类。

派生类对自身基类的private成员没有访问权限，对基类对象的protected成员没有访问权限，对派生类对象的（基类之外）的private和protected成员具有访问权限。

由于C++基础不好，平时也不用它，导致今天才纠正一个非常关键的错误，类的访问权限，是对类而言的，而不是对类的对象而言的。一直都理解错了。这句话都没脸写出来，还是写下来了。



下面是一段简答的测试代码。对于调用成员函数的对象test，基类形参，派生类形参三者的访问权限做了测试如下：

#include <iostream>  
    using namespace std;  
      
    class base  
    {  
            public:  
                    int pub;  
            protected:  
                    int pro;  
            private:  
                    int pri;  
    };  
      
    class derive : public base  
    {  
            public:  
                    int newpub;  
            protected:  
                    int newpro;  
            private:  
                    int newpri;  
      
            public:  
                    int func(class base a, class derive b)  
                    {  
                    //////////////////////////////////////////  
                    自身的 基类成员和非基类成员访问权限测试  
                            cout << newpub << endl;  
                            cout << newpro << endl;  
                            cout << newpri << endl;  
                            cout << pub << endl;  
                            cout << pro << endl;  
            // no access    cout << pri << endl;  
              
                    /////////////////////////////////////////  
                    对基类对象访问权限的测试  
                            cout << a.pub << endl;  
            // no access    cout << a.pro << endl;  
            // no access    cout << a.pri << endl;  
              
                    /////////////////////////////////////////  
                    对派生类对象的基类以及非基类成员访问权限测试  
                            cout << b.pub << endl;  
                            cout << b.pro << endl;  
            //no access     cout << b.pri << endl;  
                            cout << b.newpub << endl;  
                            cout << b.newpro << endl;  
                            cout << b.newpri << endl;                                                                       
                    ////////////////////////////////////////  
      
                            return 0;  
                    }  
    };  
      
    int main()  
    {  
            class base a;  
            class derive b;  
            class derive test;  
            test.func(a, b);  
            return 0;  
    }



[b]对基类进行继承时，三种继承方式下，基类的三种访问权限在子类中会有如何的变化这个问题，本科时上C++这门课的时候曾仔细的分析并弄得挺清楚，后来时间久了、用的也不多，慢慢的又变得心里不太有谱了。这次接着准备面试的契机，又重新仔细分析了一番，留个案底，以免再犯糊涂。

三种访问权限

public:可以被任意实体访问

protected:只允许子类及本类的成员函数访问

private:只允许本类的成员函数访问

三种继承方式

public 继承

protect 继承

private 继承

组合结果

基类中 继承方式 子类中

public ＆ public继承 => public

public ＆ protected继承 => protected

public ＆ private继承 => private

protected ＆ public继承 => protected

protected ＆ protected继承 => protected

protected ＆ private继承 => private

private ＆ public继承 => 子类无权访问

private ＆ protected继承 => 子类无权访问

private ＆ private继承 => 子类无权访问

由以上组合结果可以看出

1、public继承不改变基类成员的访问权限

2、private继承使得基类所有成员在子类中的访问权限变为private

3、protected继承将基类中public成员变为子类的protected成员，其它成员的访问 权限不变。

4、基类中的private成员不受继承方式的影响，子类永远无权访问。

此外，在使用private继承时，还存在另外一种机制：准许访问。

我们已经知道，在基类以private方式被继承时，其public和protected成员在子类中变为private成员。然而某些情况下，需要在子类中将一个或多个继承的成员恢复其在基类中的访问权限。

C++支持以两种方式实现该目的

方法一，使用using 语句，这是C++标准建议使用的方式

方法二，使用访问声明，形式为 base-class::member;，位置在子类中适当的访问声明处。(注，只能恢复原有访问权限，而不能提高或降低访问权限)



以下是简单的试验代码

[/b]

#include <iostream>

using namespace std;

class Grand
{
public:
    void public_foo (){}
protected:
    void protected_foo(){}
private:
    void private_foo(){}
};

class Father:public Grand
{
public:
    void f_public_test()        {public_foo();    }   
    void f_protected_test()        {protected_foo(); }    
//    void f_private_test()        {private_foo();   }    
};

class Child:public Father
{
public:
    void c_protected_test()        {protected_foo();  }
//    void c_private_test()        {private_foo();}
};

int main( int argc, char* argv[])
{
    Father  objF;

//    objF.protected_foo();

    return 1;

}

   
   

//protected.cpp

#include <iostream>

using namespace std;

class Grand
{
public:
    void public_foo (){}
protected:
    void protected_foo(){}
private:
    void private_foo(){}
};

class Father:protected Grand
{
public:
    void f_public_test()        {public_foo();    }   
    void f_protected_test()        {protected_foo(); }    
//    void f_private_test()        {private_foo();   }    
};

class Child:public Father
{
public:
    void c_protected_test()        {protected_foo();  }
//  void c_private_test()        {private_foo();}
};

int main( int argc, char* argv[])
{
    Father  objF;

//    objF.public_foo();
//    objF.protected_foo();

    return 1;

}

//private.cpp

#include <iostream>

using namespace std;

class Grand
{
public:
    void public_foo (){}
protected:
    void protected_foo(){}
private:
    void private_foo(){}
};

class Father:private Grand
{
public:
    void f_public_test()        {public_foo();    }   
    void f_protected_test()        {protected_foo(); }    
//    void f_private_test()        {private_foo();   }    
};

class Child:public Father
{
public:
//    void c_protected_test()        {protected_foo();  }
//    void c_private_test()        {private_foo();}
};

int main( int argc, char* argv[])
{
    Father  objF;

//    objF.public_foo();
//    objF.protected_foo();

    return 1;

}


虚函数的工作原理：

通常，编译器处理虚函数的方法是：给每个对象添加一个隐藏成员。隐藏成员中保存了一个指向函数地址数组的指针。这种数据成为虚函数表。虚函数表中存储了为类对象进行声明的虚函数的地址。例如，基类对象包含一个指针，该指针指向基类中所有虚函数的地址表。派生类对象将包含一个指向独立地址表的指针。如果派生类提供了虚函数的新定义，该虚函数表将保存新函数的地址：如果派生类没有重新定义新定义的虚函数，该vtbl将保存函数原始版本的地址。如果派生类定义了新的虚函数，则该函数的地址也将被添加到vtbl中，注意，无论类中包含的虚函数是1个还是10个，都只需要在对象中添加一个地址成员，只是表的大小不同而已。

调用虚函数时，程序将查看存储在对象中的vtbl地址，然后转向相应的函数地址表。如果使用类声明中定义的第一个虚函数，则程序将使用数组中的第一个函数地址，并执行具有该地址的函数。如果使用类声明中的第三个虚函数，程序将使用地址为数组中第三个元素的函数。关于这个问题这里也有详细的讲解。

使用虚函数需要注意的几个地方：

在基类方法的声明中使用关键字virtual可使该方法在基类以及所有的派生类（包括从派生类派生出来的类）中是虚的。
如果使用指向对象的引用或指针来调用虚方法，程序将使用为对象类型定义的方法，而不使用为引用或指针类型定义的方法，这称为动态联编。这种行为非常重要，因为这样基类指针或引用可以执行派生类对象。
如果定义的类将被用作基类，则应将那些要在派生类中重新定义的类方法声明为虚的。

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