【C++学习历程6】继承和派生

什么是继承

1、类之间的关系

包含关系 has-A

使用关系 use-A

继承关系 is-A

继承（Inheritance）可以理解为一个类从另一个类获取成员变量和成员函数的过程。例如类 B 继承于类 A，那么 B 就拥有 A 的成员变量和成员函数。被继承的类称为父类或基类，继承的类称为子类或派生类。

派生类除了拥有基类的成员，还可以定义自己的新成员，以增强类的功能。

以下是两种典型的使用继承的场景：

1) 当你创建的新类与现有的类相似，只是多出若干成员变量或成员函数时，可以使用继承，这样不但会减少代码量，而且新类会拥有基类的所有功能。

2) 当你需要创建多个类，它们拥有很多相似的成员变量或成员函数时，也可以使用继承。可以将这些类的共同成员提取出来，定义为基类，然后从基类继承，既可以节省代码，也方便后续修改成员。

定义与性质

定义：

class 派生类名: 继承方式 基类名

{

派生类新增成员的声明；

}

性质：

1、子类拥有父类的所有成员变量和成员函数

2、子类可以拥有父类没有的方法和属性

3、子类就是一种特殊的父类

4、子类对象可以当作父类对象使用

继承的访问控制

不同的继承方式会影响基类成员在派生类中的访问权限。

1) public继承方式

基类中所有 public 成员在派生类中为 public 属性；

基类中所有 protected 成员在派生类中为 protected 属性；

基类中所有 private 成员在派生类中不能使用。

2) protected继承方式

基类中的所有 public 成员在派生类中为 protected 属性；

基类中的所有 protected 成员在派生类中为 protected 属性；

基类中的所有 private 成员在派生类中不能使用。

3) private继承方式

基类中的所有 public 成员在派生类中均为 private 属性；

基类中的所有 protected 成员在派生类中均为 private 属性；

基类中的所有 private 成员在派生类中不能使用。

通过上面的分析可以发现：

1) 基类成员在派生类中的访问权限不得高于继承方式中指定的权限。

2) 不管继承方式如何，基类中的 private 成员在派生类中始终不能使用（不能在派生类的成员函数中访问或调用）。

3) 如果希望基类的成员能够被派生类继承并且毫无障碍地使用，那么这些成员只能声明为 public 或 protected；只有那些不希望在派生类中使用的成员才声明为 private。

4) 如果希望基类的成员既不向外暴露（不能通过对象访问），还能在派生类中使用，那么只能声明为 protected。

注意，我们这里说的是基类的 private 成员不能在派生类中使用，并没有说基类的 private 成员不能被继承。实际上，基类的 private 成员是能够被继承的，并且（成员变量）会占用派生类对象的内存，它只是在派生类中不可见，导致无法使用罢了。private 成员的这种特性，能够很好的对派生类隐藏基类的实现，以体现面向对象的封装性。



继承中的构造和析构

1、类型兼容性原则

类型兼容规则是指在需要基类对象的任何地方，都可以使用公有派生类（public继承的类）的对象来替代。通过公有继承，派生类得到了基类中除构造函数、析构函数之外的所有成员。这样，公有派生类实际就具备了基类的所有功能，凡是基类能解决的问题，公有派生类都可以解决。类型兼容规则中所指的替代包括以下情况：

子类对象可以当作父类对象使用

子类对象可以直接赋值给父类对象

子类对象可以直接初始化父类对象

父类指针可以直接指向子类对象

父类引用可以直接引用子类对象

在替代之后，派生类对象就可以作为基类的对象使用，但是只能使用从基类继承的成员。

类型兼容规则是多态性的重要基础之一。

2、继承中的构造析构调用原则

*子类对象在创建时会首先调用父类的构造函数

*父类构造函数执行结束后，执行子类的构造函数

*当父类的构造函数有参数时，需要在子类的初始化列表中显示调用

*析构函数调用的先后顺序与构造函数相反

在子类对象构造时，需要调用父类构造函数对其继承得来的成员进行初始化

在子类对象析构时，需要调用父类析构函数对其继承得来的成员进行清理

3、继承中的同名成员变量处理方法

当子类成员变量与父类成员变量同名时：

*子类依然从父类继承同名成员

*在子类中通过作用域分辨符::进行同名成员区分（在派生类中使用基类的同名成员，显式地使用类名限定符）

*同名成员存储在内存中的不同位置

1)重载：必须在同一个类中进行

子类无法重载父类的函数，父类同名函数将被名称覆盖

重载是在编译期间根据参数类型和个数决定函数调用

2)重定义：必须发生于父类与子类之间

父类与子类中的函数必须有完全相同的原型（如果用virtual关键字修饰，那叫重写）

4、派生类中的static关键字

继承和static关键字在一起会产生什么现象哪？

理论知识

基类定义的静态成员，将被所有派生类共享

根据静态成员自身的访问特性和派生类的继承方式，在类层次体系中具有不同的访问性质 （遵守派生类的访问控制）

派生类中访问静态成员，用以下形式显式说明：

类名 :: 成员

或通过对象访问 对象名 . 成员

多继承

一个类有多个直接基类的继承关系称为多继承

多继承声明语法

class 派生类名 : 访问控制 基类名1 , 访问控制 基类名2 , … , 访问控制 基类名n

{

数据成员和成员函数声明

}；

多继承的二义性：

如果一个派生类从多个基类派生，而这些基类又有一个共同的基类，则在对该基类中声明的名字进行访问时，可能产生二义性

虚继承：解决多继承带来的二义性的问题

如果在多条继承路径上有一个公共的基类，那么在继承路径的某处汇合点，这个公共基类就会在派生类的对象中产生多个基类子对象

要使这个公共基类在派生类中只产生一个子对象，必须对这个基类声明为虚继承，使这个基类成为虚基类。

虚继承声明使用关键字 virtual