C++编程 :继承和派生

继承是类与类之间的关系,是一个很简单很直观的概念,与现实世界中的继承类似,例如儿子继承父亲的财产。

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。

C++继承的一般语法为:

class 派生类名:[继承方式] 基类名
{
 派生类新增加的成员
};
继承方式限定了基类成员在派生类中的访问权限,包括 public(公有的)、private(私有的)和 protected(受保护的)。此项是可选项,如果不写,默认为 private(成员变量和成员函数默认也是 private)。
 

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。例如,当继承方式为 protected 时,那么基类成员在派生类中的访问权限最高也为 protected,高于 protected 的会降级为 protected,但低于 protected 不会升级。再如,当继承方式为 public 时,那么基类成员在派生类中的访问权限将保持不变。

也就是说,继承方式中的 public、protected、private 是用来指明基类成员在派生类中的最高访问权限的。

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
总结:
1> static函数也遵守3个访问原则
2> static易犯错误(不但要初始化,更重要的显示的告诉编译器分配内存)
 

类其实也是一种数据类型,也可以发生数据类型转换,不过这种转换只有在基类和派生类之间才有意义,并且只能将派生类赋值给基类,包括将派生类对象赋值给基类对象、将派生类指针赋值给基类指针、将派生类引用赋值给基类引用,这在 C++ 中称为向上转型(Upcasting)。相应地,将基类赋值给派生类称为向下转型(Downcasting)。

总结:

继承是面向对象程序设计实现软件重用的重要方法。程序员可以在已有基类的基础上定义新的派生类。
单继承的派生类只有一个基类。多继承的派生类有多个基类。
派生类对基类成员的访问由继承方式和成员性质决定。
创建派生类对象时,先调用基类构造函数初始化派生类中的基类成员。调用析构函数的次序和调用构造函数的次序相反。
C++提供虚继承机制,防止类继承关系中成员访问的二义性。
多继承提供了软件重用的强大功能,也增加了程序的复杂性。

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