C++ | C++ 继承

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细嗅蔷薇fei 2023-04-06 16:34:07 博主文章分类：18.C++学习专题 ©著作权

文章标签 c++ 派生类虚表 g++ 文章分类 JavaScript 前端开发

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C++ | C++ 继承

C++继承

面向对象程序设计中最重要的一个概念是继承。
继承允许我们依据另一个类来定义一个类，这使得创建和维护一个应用程序变得更容易。
这样做，也达到了重用代码功能和提高执行效率的效果。

当创建一个类时，您不需要重新编写新的数据成员和成员函数，只需指定新建的类继承了一个已有的类的成员即可。
这个已有的类称为基类，新建的类称为派生类。

继承代表了 is a 关系。例如，哺乳动物是动物，狗是哺乳动物，因此，狗是动物，等等。

C++ | C++ 继承_派生类

基类 & 派生类

一个类可以派生自多个类，这意味着，它可以从多个基类继承数据和函数。
定义一个派生类，我们使用一个类派生列表来指定基类。
类派生列表以一个或多个基类命名，形式如下：

class derived-class: access-specifier base-class

其中，访问修饰符 access-specifier 是 public、protected 或 private 其中的一个，base-class 是之前定义过的某个类的名称。
如果未使用访问修饰符 access-specifier，则默认为 private。

实例1：

/*******************************************************************
 *   > File Name: classInherit.cpp
 *   > Create Time: 2021年09月 4日 15:35:23
 ******************************************************************/
#include <iostream>
using namespace std;

/* 基类 */
class Shape{
public:
    void setLength(double l){length = l;}
    void setWidth(double w){width = w;}
protected:
    double length;
    double width;
private:
};

/* 派生类 */
class Rectangle:public Shape{
public:
    double getArea(void){return (width*length);}
};

int main(void)
{
    Rectangle rect;

    rect.setLength(5.0);
    rect.setWidth(6.0);

    cout << "Total area: " << rect.getArea() << endl;
    return 0;
}

编译、运行：

PS E:\fly-prj\cplusplus\day6> make 
g++ -o classInherit classInherit.cpp -g -Wall
PS E:\fly-prj\cplusplus\day6> .\classInherit.exe
Total area: 30

实例2：

/*******************************************************************
 *   > File Name: classInherit1.cpp
 *   > Create Time: 2021年09月 4日 16:01:03
 ******************************************************************/
#include <iostream>
using namespace std;

class People{
public:
    void setName(char *name);
    char *getName(void);
    void setAge(int age);
    int getAge(void);
protected:
private:
    char *m_name;
    int m_age;
};

void People::setName(char *name) {m_name = name;}
char* People::getName(void) {return m_name;}
void People::setAge(int age) {m_age = age;}
int People::getAge(void) {return m_age;}

class Student:public People{
public:
    void setScore(float score);
    float getScore(void);
protected:
private:
    float m_score;
};

void Student::setScore(float score) {m_score = score;}
float Student::getScore(void) {return m_score;}

int main(void)
{
    Student stu;

    stu.setName((char*)"XiaoMing");
    stu.setAge(18);
    stu.setScore(99.9);

    cout << "Name: " << stu.getName() << endl;
    cout << "Age: " << stu.getAge() << endl;
    cout << "Score: " << stu.getScore() << endl;

    return 0;
}

编译、运行：

PS E:\fly-prj\cplusplus\day6> make 
g++ -o classInherit1 classInherit1.cpp -g -Wall
PS E:\fly-prj\cplusplus\day6> .\classInherit1.exe
Name: XiaoMing
Age: 18
Score: 99.9

访问控制和继承

派生类可以访问基类中所有的非私有成员。
因此基类成员如果不想被派生类的成员函数访问，则应在基类中声明为 private。

我们可以根据访问权限总结出不同的访问类型，如下所示：

访问	public	protected	private
同一个类	yes	yes	yes
派生类	yes	yes	no
外部的类	yes	no	no

一个派生类继承了所有的基类方法，但下列情况除外：

基类的构造函数、析构函数和拷贝构造函数。
基类的重载运算符。
基类的友元函数。

继承类型

当一个类派生自基类，该基类可以被继承为 public、protected 或 private 几种类型。继承类型是通过上面讲解的访问修饰符 access-specifier 来指定的。

我们几乎不使用 protected 或 private 继承，通常使用 public 继承。当使用不同类型的继承时，遵循以下几个规则：

公有继承（public）：当一个类派生自公有基类时，基类的公有成员也是派生类的公有成员，基类的保护成员也是派生类的保护成员，基类的私有成员不能直接被派生类访问，但是可以通过调用基类的公有和保护成员来访问。
保护继承（protected）： 当一个类派生自保护基类时，基类的公有和保护成员将成为派生类的保护成员。
私有继承（private）：当一个类派生自私有基类时，基类的公有和保护成员将成为派生类的私有成员。

多继承

多继承即一个子类可以有多个父类，它继承了多个父类的特性。

其中，访问修饰符继承方式是 public、protected 或 private 其中的一个，用来修饰每个基类，各个基类之间用逗号分隔。

class <派生类名>:<继承方式1><基类名1>,<继承方式2><基类名2>,…
{
<派生类类体>
};

实例3：

/*******************************************************************
 *   > File Name: classMuiltInherit.cpp
 *   > Create Time: 2021年09月 5日  0:05:52
 ******************************************************************/
#include <iostream>
using namespace std;

// 基类Shape
class Shape
{
public:
    void setWidth(int w)
    {
        width = w;
    }
    void setHight(int h)
    {
        height = h;
    }
protected:
    int width;
    int height;
private:
};

// 基类PaintCost
class PaintCost
{
public:
    int getCost(int area)
    {
        return area*70;
    }
};

// 派生类
class Rectangle: public Shape, public PaintCost
{
public:
    int getArea()
    {
        return (width*height);
    }
};

int main(void)
{
    Rectangle Rect;
    int area;

    Rect.setWidth(5);
    Rect.setHight(7);
    area = Rect.getArea();

    cout << "Total area: " << Rect.getArea() << endl;
    cout << "Total paint cost: $" << Rect.getCost(area) << endl;

    return 0;
}

编译、运行：

PS D:\study\cplusplus\day5> make
g++ -o classMuiltInherit classMuiltInherit.cpp -g -Wall
PS D:\study\cplusplus\day5> .\classMuiltInherit.exe
Total area: 35
Total paint cost: $2450

笔记

另外多继承(环状继承),A->D, B->D, C->(A，B)，例如：

class D{......};
class B: public D{......};
class A: public D{......};
class C: public B, public A{.....};

这个继承会使D创建两个对象,要解决上面问题就要用虚拟继承格式

格式：class 类名: virtual 继承方式父类名

class D{......};
class B: virtual public D{......};
class A: virtual public D{......};
class C: public B, public A{.....};

虚继承–（在创建对象的时候会创建一个虚表）在创建父类对象的时候

虚表全称为虚拟函数表

在C++语言中，每个有虚函数的类或者虚继承的子类，编译器都会为它生成一个虚拟函数表（简称：虚表），表中的每一个元素都指向一个虚函数的地址。（注意：虚表是从属于类的）

此外，编译器会为包含虚函数的类加上一个成员变量，是一个指向该虚函数表的指针（常被称为vptr），每一个由此类别派生出来的类，都有这么一个vptr。虚表指针是从属于对象的。也就是说，如果一个类含有虚表，则该类的所有对象都会含有一个虚表指针，并且该虚表指针指向同一个虚表。

虚表的内容是依据类中的虚函数声明次序–填入函数指针。派生类别会继承基础类别的虚表（以及所有其他可以继承的成员），当我们在派生类中改写虚函数时，虚表就受了影响；表中的元素所指的函数地址将不再是基类的函数地址，而是派生类的函数地址。

A:virtual public D
B:virtual public D

实例4：

/*******************************************************************
 *   > File Name: classVirtualInherit.cpp
 *   > Create Time: 2021年09月 5日  8:04:59
 ******************************************************************/
#include <iostream>
using namespace std;

class D
{
public:
    D(){cout << "D()" << endl;}
    ~D(){cout << "~D()" << endl;}
protected:
    int d;
};

class B:virtual public D
{
public:
    B(){cout << "B()" << endl;}
    ~B(){cout << "~B()" << endl;}
protected:
    int b;
};

class A:virtual public D
{
private:
    /* data */
public:
    A(/* args */);
    ~A();
private:
    int a;
};

A::A(/* args */)
{
    cout << "A()" << endl;
}

A::~A()
{
    cout << "~A()" << endl;
}

class C:public B, public A
{
public:
    C(){cout << "C()" << endl;}
    ~C(){cout << "~C()" << endl;}
protected:
    int c;
};

int main(void)
{
    cout << "This is a test." << endl;
    C c; // D,B,A,C
    cout << sizeof(c) << endl;
    return 0;
}

编译、运行：

PS D:\study\cplusplus\day5> make
g++ -o classVirtualInherit classVirtualInherit.cpp -g -Wall
PS D:\study\cplusplus\day5> .\classVirtualInherit.exe
This is a test.
D()
B()
A()
C()
40
~C()
~A()
~B()
~D()