上一篇 ：面向对象复习提纲（一 类的基本知识）
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1.继承的方式
protected 成员和 private 成员类似，也不能通过对象访问。但是当存在继承关系时，protected 和 private 就不一样了：基类中的 protected 成员可以在派生类中使用，而基类中的 private 成员不能在派生类中使用。
public、protected、private 指定继承方式
不同的继承方式会影响基类成员在派生类中的访问权限。
- 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。- 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。- 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。
作为小朋友的我们是不是还很迷茫啊，那就总结一下吧。
总结：基类在派生类中显示的属性不会超过继承方式的属性，不论什么方式下继承基类中所有 private 成员在派生类中不能使用。
举个栗子
#include<iostream>
using namespace std;
//基类People
class People{
public:
void setname(char *name);
void setage(int age);
void sethobby(char *hobby);
char *gethobby();
protected:
char *m_name;
int m_age;
private:
char *m_hobby;
};
void People::setname(char *name){ m_name = name; }
void People::setage(int age){ m_age = age; }
void People::sethobby(char *hobby){ m_hobby = hobby; }
char *People::gethobby(){ return m_hobby; }
//派生类Student
class Student: public People{
public:
void setscore(float score);
protected:
float m_score;
};
void Student::setscore(float score){ m_score = score; }
//派生类Pupil
class Pupil: public Student{
public:
void setranking(int ranking);
void display();
private:
int m_ranking;
};
void Pupil::setranking(int ranking){ m_ranking = ranking; }
void Pupil::display(){
cout<<m_name<<"的年龄是"<<m_age<<"，考试成绩为"<<m_score<<"分，班级排名第"<<m_ranking<<"，TA喜欢"<<gethobby()<<"。"<<endl;
}
int main(){
Pupil pup;
pup.setname("小明");
pup.setage(15);
pup.setscore(92.5f);
pup.setranking(4);
pup.sethobby("乒乓球");
pup.display();
return 0;
}
2.改变访问权限 using
注意：using 只能改变基类中 public 和 protected 成员的访问权限，不能改变 private 成员的访问权限，因为基类中 private 成员在派生类中是不可见的，根本不能使用，所以基类中的 private 成员在派生类中无论如何都不能访问。
举个栗子
#include<iostream>
using namespace std;
//基类People
class People{
public:
void show();
protected:
char *m_name;
int m_age;
};
void People::show(){
cout<<m_name<<"的年龄是"<<m_age<<endl;
}
//派生类Student
class Student: public People{
public:
void learning();
public:
using People::m_name; //将protected改为public
using People::m_age; //将protected改为public
float m_score;
private:
using People::show; //将public改为private
};
void Student::learning(){
cout<<"我是"<<m_name<<"，今年"<<m_age<<"岁，这次考了"<<m_score<<"分！"<<endl;
}
int main(){
Student stu;
stu.m_name = "小明";
stu.m_age = 16;
stu.m_score = 99.5f;
stu.show(); //compile error
stu.learning();
return 0;
}
3.名字遮蔽（隐藏）
如果派生类中的成员（包括成员变量和成员函数）和基类中的成员重名，那么就会遮蔽从基类继承过来的成员。所谓遮蔽，就是在派生类中使用该成员（包括在定义派生类时使用，也包括通过派生类对象访问该成员）时，实际上使用的是派生类新增的成员，而不是从基类继承来的。
举个栗子
#include<iostream>
using namespace std;
//基类People
class People{
public:
void show();
protected:
char *m_name;
int m_age;
};
void People::show(){
cout<<"嗨，大家好，我叫"<<m_name<<"，今年"<<m_age<<"岁"<<endl;
}
//派生类Student
class Student: public People{
public:
Student(char *name, int age, float score);
public:
void show(); //遮蔽基类的show()
private:
float m_score;
};
Student::Student(char *name, int age, float score){
m_name = name;
m_age = age;
m_score = score;
}
void Student::show(){
cout<<m_name<<"的年龄是"<<m_age<<"，成绩是"<<m_score<<endl;
}
int main(){
Student stu("小明", 16, 90.5);
//使用的是派生类新增的成员函数，而不是从基类继承的
stu.show();
//使用的是从基类继承来的成员函数
stu.People::show();
return 0;
}
注意：基类成员函数和派生类成员函数不构成重载
基类成员和派生类成员的名字一样时会造成遮蔽，这句话对于成员变量很好理解，对于成员函数要引起注意，不管函数的参数如何，只要名字一样就会造成遮蔽。换句话说，基类成员函数和派生类成员函数不会构成重载，如果派生类有同名函数，那么就会遮蔽基类中的所有同名函数，不管它们的参数是否一样。
举个栗子
#include<iostream>
using namespace std;
//基类Base
class Base{
public:
void func();
void func(int);
};
void Base::func(){ cout<<"Base::func()"<<endl; }
void Base::func(int a){ cout<<"Base::func(int)"<<endl; }
//派生类Derived
class Derived: public Base{
public:
void func(char *);
void func(bool);
};
void Derived::func(char *str){ cout<<"Derived::func(char *)"<<endl; }
void Derived::func(bool is){ cout<<"Derived::func(bool)"<<endl; }
int main(){
Derived d;
d.func("c.biancheng.net");
d.func(true);
d.func(); //compile error
d.func(10); //compile error
d.Base::func();
d.Base::func(100);
return 0;
}
4.派生类的构造函数
类的构造函数不能被继承。构造函数不能被继承是有道理的，因为即使继承了，它的名字和派生类的名字也不一样，不能成为派生类的构造函数，当然更不能成为普通的成员函数。
在设计派生类时，对继承过来的成员变量的初始化工作也要由派生类的构造函数完成，但是大部分基类都有 private 属性的成员变量，它们在派生类中无法访问，更不能使用派生类的构造函数来初始化。
那么该如何进行初始化那？
解决这个问题的思路是：在派生类的构造函数中调用基类的构造函数。
举个栗子
#include<iostream>
using namespace std;
//基类People
class People{
protected:
char *m_name;
int m_age;
public:
People(char*, int);
};
People::People(char *name, int age): m_name(name), m_age(age){}
//派生类Student
class Student: public People{
private:
float m_score;
public:
Student(char *name, int age, float score);
void display();
};
//People(name, age)就是调用基类的构造函数
Student::Student(char *name, int age, float score): People(name, age), m_score(score){ }
void Student::display(){
cout<<m_name<<"的年龄是"<<m_age<<"，成绩是"<<m_score<<"。"<<endl;
}
int main(){
Student stu("小明", 16, 90.5);
stu.display();
return 0;
}
基类构造函数不会被继承，不能当做普通的成员函数来调用。换句话说，只能将基类构造函数的调用放在函数头部，不能放在函数体中。
5.构造函数的调用顺序
基类构造函数总是被优先调用，这说明创建派生类对象时，会先调用基类构造函数，再调用派生类构造函数
A类构造函数 --> B类构造函数 --> C类构造函数
构造函数的调用顺序是按照继承的层次自顶向下、从基类再到派生类的。
还有一点要注意，派生类构造函数中只能调用直接基类的构造函数，不能调用间接基类的。以上面的 A、B、C 类为例，C 是最终的派生类，B 就是 C 的直接基类，A 就是 C 的间接基类。
基类构造函数调用规则
事实上，通过派生类创建对象时必须要调用基类的构造函数，这是语法规定。换句话说，定义派生类构造函数时最好指明基类构造函数；如果不指明，就调用基类的默认构造函数（不带参数的构造函数）；如果没有默认构造函数，那么编译失败。
举个栗子
#include <iostream>
using namespace std;
//基类People
class People{
public:
People(); //基类默认构造函数
People(char *name, int age);
protected:
char *m_name;
int m_age;
};
People::People(): m_name("xxx"), m_age(0){ }
People::People(char *name, int age): m_name(name), m_age(age){}
//派生类Student
class Student: public People{
public:
Student();
Student(char*, int, float);
public:
void display();
private:
float m_score;
};
Student::Student(): m_score(0.0){ } //派生类默认构造函数
Student::Student(char *name, int age, float score): People(name, age), m_score(score){ }
void Student::display(){
cout<<m_name<<"的年龄是"<<m_age<<"，成绩是"<<m_score<<"。"<<endl;
}
int main(){
Student stu1;
stu1.display();
Student stu2("小明", 16, 90.5);
stu2.display();
return 0;
}
6.派生类的析构函数
和构造函数类似，析构函数也不能被继承。与构造函数不同的是，在派生类的析构函数中不用显式地调用基类的析构函数，因为每个类只有一个析构函数，编译器知道如何选择，无需程序员干涉。
另外析构函数的执行顺序和构造函数的执行顺序也刚好相反：
• 创建派生类对象时，构造函数的执行顺序和继承顺序相同，即先执行基类构造函数，再执行派生类构造函数。
• 而销毁派生类对象时，析构函数的执行顺序和继承顺序相反，即先执行派生类析构函数，再执行基类析构函数。
#include <iostream>
using namespace std;
class A{
public:
A(){cout<<"A constructor"<<endl;}
~A(){cout<<"A destructor"<<endl;}
};
class B: public A{
public:
B(){cout<<"B constructor"<<endl;}
~B(){cout<<"B destructor"<<endl;}
};
class C: public B{
public:
C(){cout<<"C constructor"<<endl;}
~C(){cout<<"C destructor"<<endl;}
};
int main(){
C test;
return 0;
}
7.类的多继承
多继承下的构造函数
多继承形式下的构造函数和单继承形式基本相同，只是要在派生类的构造函数中调用多个基类的构造函数。
基类构造函数的调用顺序和和它们在派生类构造函数中出现的顺序无关，而是和声明派生类时基类出现的顺序相同 。仍然以上面的 A、B、C、D 类为例，即使将 D 类构造函数写作下面的形式：
举个栗子
#include <iostream>
using namespace std;
//基类
class BaseA{
public:
BaseA(int a, int b);
~BaseA();
protected:
int m_a;
int m_b;
};
BaseA::BaseA(int a, int b): m_a(a), m_b(b){
cout<<"BaseA constructor"<<endl;
}
BaseA::~BaseA(){
cout<<"BaseA destructor"<<endl;
}
//基类
class BaseB{
public:
BaseB(int c, int d);
~BaseB();
protected:
int m_c;
int m_d;
};
BaseB::BaseB(int c, int d): m_c(c), m_d(d){
cout<<"BaseB constructor"<<endl;
}
BaseB::~BaseB(){
cout<<"BaseB destructor"<<endl;
}
//派生类
class Derived: public BaseA, public BaseB{
public:
Derived(int a, int b, int c, int d, int e);
~Derived();
public:
void show();
private:
int m_e;
};
Derived::Derived(int a, int b, int c, int d, int e): BaseA(a, b), BaseB(c, d), m_e(e){
cout<<"Derived constructor"<<endl;
}
Derived::~Derived(){
cout<<"Derived destructor"<<endl;
}
void Derived::show(){
cout<<m_a<<", "<<m_b<<", "<<m_c<<", "<<m_d<<", "<<m_e<<endl;
}
int main(){
Derived obj(1, 2, 3, 4, 5);
obj.show();
return 0;
}
命名冲突
当两个或多个基类中有同名的成员时，如果直接访问该成员，就会产生命名冲突，编译器不知道使用哪个基类的成员。这个时候需要在成员名字前面加上类名和域解析符::，以显式地指明到底使用哪个类的成员，消除二义性。
修改上面的代码，为 BaseA 和 BaseB 类添加 show() 函数，并将 Derived 类的 show() 函数更名为 display()：
#include <iostream>
using namespace std;
//基类
class BaseA{
public:
BaseA(int a, int b);
~BaseA();
public:
void show();
protected:
int m_a;
int m_b;
};
BaseA::BaseA(int a, int b): m_a(a), m_b(b){
cout<<"BaseA constructor"<<endl;
}
BaseA::~BaseA(){
cout<<"BaseA destructor"<<endl;
}
void BaseA::show(){
cout<<"m_a = "<<m_a<<endl;
cout<<"m_b = "<<m_b<<endl;
}
//基类
class BaseB{
public:
BaseB(int c, int d);
~BaseB();
void show();
protected:
int m_c;
int m_d;
};
BaseB::BaseB(int c, int d): m_c(c), m_d(d){
cout<<"BaseB constructor"<<endl;
}
BaseB::~BaseB(){
cout<<"BaseB destructor"<<endl;
}
void BaseB::show(){
cout<<"m_c = "<<m_c<<endl;
cout<<"m_d = "<<m_d<<endl;
}
//派生类
class Derived: public BaseA, public BaseB{
public:
Derived(int a, int b, int c, int d, int e);
~Derived();
public:
void display();
private:
int m_e;
};
Derived::Derived(int a, int b, int c, int d, int e): BaseA(a, b), BaseB(c, d), m_e(e){
cout<<"Derived constructor"<<endl;
}
Derived::~Derived(){
cout<<"Derived destructor"<<endl;
}
void Derived::display(){
BaseA::show(); //调用BaseA类的show()函数
BaseB::show(); //调用BaseB类的show()函数
cout<<"m_e = "<<m_e<<endl;
}
int main(){
Derived obj(1, 2, 3, 4, 5);
obj.display();
return 0;
}
举个栗子
//间接基类A
class A{
protected:
int m_a;
};
//直接基类B
class B: public A{
protected:
int m_b;
};
//直接基类C
class C: public A{
protected:
int m_c;
};
//派生类D
class D: public B, public C{
public:
void seta(int a){ m_a = a; } //命名冲突
void setb(int b){ m_b = b; } //正确
void setc(int c){ m_c = c; } //正确
void setd(int d){ m_d = d; } //正确
private:
int m_d;
};
int main(){
D d;
return 0;
}
8.虚继承（Virtual Inheritance）
为了解决多继承时的命名冲突和冗余数据问题，C++ 提出了虚继承，使得在派生类中只保留一份间接基类的成员。
//间接基类A
class A{
protected:
int m_a;
};
//直接基类B
class B: virtual public A{ //虚继承
protected:
int m_b;
};
//直接基类C
class C: virtual public A{ //虚继承
protected:
int m_c;
};
//派生类D
class D: public B, public C{
public:
void seta(int a){ m_a = a; } //正确
void setb(int b){ m_b = b; } //正确
void setc(int c){ m_c = c; } //正确
void setd(int d){ m_d = d; } //正确
private:
int m_d;
};
int main(){
D d;
return 0;
}
这段代码使用虚继承重新实现了上图所示的菱形继承，这样在派生类 D 中就只保留了一份成员变量 m_a，直接访问就不会再有歧义了。
虚基类构造函数
虚继承时构造函数的执行顺序与普通继承时不同：在最终派生类的构造函数调用列表中，不管各个构造函数出现的顺序如何，编译器总是先调用虚基类的构造函数，再按照出现的顺序调用其他的构造函数；而对于普通继承，就是按照构造函数出现的顺序依次调用的。
举个栗子
#include <iostream>
using namespace std;
//虚基类A
class A{
public:
A(int a);
protected:
int m_a;
};
A::A(int a): m_a(a){ }
//直接派生类B
class B: virtual public A{
public:
B(int a, int b);
public:
void display();
protected:
int m_b;
};
B::B(int a, int b): A(a), m_b(b){ }
void B::display(){
cout<<"m_a="<<m_a<<", m_b="<<m_b<<endl;
}
//直接派生类C
class C: virtual public A{
public:
C(int a, int c);
public:
void display();
protected:
int m_c;
};
C::C(int a, int c): A(a), m_c(c){ }
void C::display(){
cout<<"m_a="<<m_a<<", m_c="<<m_c<<endl;
}
//间接派生类D
class D: public B, public C{
public:
D(int a, int b, int c, int d);
public:
void display();
private:
int m_d;
};
D::D(int a, int b, int c, int d): A(a), B(90, b), C(100, c), m_d(d){ }
void D::display(){
cout<<"m_a="<<m_a<<", m_b="<<m_b<<", m_c="<<m_c<<", m_d="<<m_d<<endl;
}
int main(){
B b(10, 20);
b.display();
C c(30, 40);
c.display();
D d(50, 60, 70, 80);
d.display();
return 0;
}
