C++中的继承问题(继承基本概念、菱形虚拟继承的对象模型)

安河桥畔 2023-03-20 我要评论

一、继承的概念与定义格式

概念及定义格式

继承机制是面向对象程序设计使代码可以复用的最重要手段，它允许程序员在保留原有类特性的基础上进行扩展，增加功能，这样产生的类，称为派生类。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。

个人理解：父类实际上是抽取类的共性，将其它类都有的属性和方法进行提取，再定义其它类时只需要继承父类，并写出该类独有的属性即可。

以Person类为父类，Student类为学生类举例：

父类

子类

这里Student类继承了Person类，学生中就包含Person类中的name和age两个属性，只需要再写出Student类独有的num属性即可。

访问限定符与继承权限

一句话总结上面的表格：继承权限决定了子类能继承的父类的最高权限。即public继承不会改变类成员的访问权限；protected继承方式会改变原来访问权限为public的成员；private继承方式会影响原来访问权限为public和protected的成员。

另外还有几点要注意：

父类的private成员被子类继承了，但是子类不能访问父类的private成员，通过查看子类的大小可以得知，子类中包含继承自父类的私有成员变量。

在子类中访问父类私有成员会报错：

查看子类大小：

protected成员访问限定符只因为继承体系才出现的，因为protected在继承中才有意义
实际中一般使用public继承
使用关键字class默认的继承方式是private，使用struct默认的继承方式是public，一般最好显式给出继承权限。

ps： class和struct的区别

定义类的默认访问权限不同，class为私有，struct为公有，兼容C语言
模板参数列表中可以使用class，不能使用struct
继承中的默认继承权限不同，class默认private，struct默认public

二、赋值兼容规则

这里的复制兼容规则是在public继承的前提下：

可以使用子类对象给父类对象赋值赋值，但是不能使用父类对象给子类对象赋值
可以使用父类指针指向子类对象，但不能使用子类指针指向父类对象，如果一定要指向，进行强制类型转换后可以，但是会有指针越界访问的问题。
可以使用父类的引用去引用子类，不能使用子类的引用引用父类，与指针原理相同。

仍以 Person类和Student类举例：

Person类：

lass Person
{
protected:
	string _name;
	int _age ;
};

Student类继承Person类：

class Student :public Person
{
protected:
	int _num = 1;
};

分别验证赋值、指针和引用：

原理如图：

指针和引用原理与上图相同，父类的指针可以指向子类中继承自父类的部分；但是子类的指针如果指向父类，访问_name和_age时不会有问题，访问到_num时就会超出父类对象的范围，越界访问，所以编译器禁止了子类指针指向父类对象。

三、继承中的作用域

在继承体系中，父类和子类都有独立的作用域
如果父类和子类中有同名成员，子类成员会屏蔽对父类同名成员的直接访问，优先访问自己类中的成员，即同名隐藏，也叫重定义。
对于成员函数，只要函数名相同就构成重定义，与类型无关。

Person类：

class Person
{
public:
	void Print()
	{
		cout << "Person name:" << _name << endl;
		cout << "Person age" << _age << endl;
	}
protected:
	string _name = "ZS";
	int _age = 17;
};

Student类继承Person类：

class Student :public Person
{
public:
	void Print()
	{
		cout << "Student name：" << _name << endl;
		cout << "Student age：" << _age << endl;
		cout << "Student num：" << _num << endl;
	}
protected:
	string _name = "LS";
	int _age = 18;
	int _num = 2;
};

验证结果：