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繼承與多態都是C++中很重要的兩個概念，也是相比起C語言的優勢所在，下面就來總結一下C++中繼承與多態的概念以及簡單用法！

一.繼承

1.1 什麼是繼承？

面向對象思想是一種更加符合人類思維的思想，一開始我還不怎麼理解這句話，但是隨着對C++以及面向對象思想的學習，我越發感覺到這句話的意義所在。
因爲C++中的一大特點，封裝的存在，將一類對象的共同特點，共有的成員和方法封裝成類，但是，不可能每一類對象都要從頭進行封裝，就像遊戲給一個英雄添加了一項新技能技能，總不能重頭在創建一個新的英雄類吧，而且，在升級系統時有一個原則，那就是保持源碼的完整性，因爲源碼是經過很多測試的，如果修改，則需要重新測試，所以，我們可以採用繼承的方式，繼承原有的類，並在此基礎上新增一些自己特有的成員與方法，稱被繼承的類爲基類（父類），繼承下來的類叫派生類（子類）。

1.2 通過圖來理解繼承

定義一個基類：Person類

class Person  //Person類
{
    public:
        Person();  //默認構造
        char* GetName();
        void SetName(char *name);
        virtual ~Person();  //默認析構

    protected:

    private:
        char *m_name;
        int   m_age;
        bool  m_gender;
};

定義還一個Person類作爲基類後，在定義一個學生類，一個教師類來繼承Person類如下圖：

從圖中可知。Student類，Teacher類繼承了Person類，我只把派生類中的新成員與新方法寫了出來，但實際上，子類繼承了父類的雖有成員與方法。值得注意的是，子類雖然繼承了父類的私有成員，但卻不能直接訪問，須通過父類繼承下來的方法來獲取；
在子類繼承了父類的雖有成員與方法後，子類還新增了學號專業，工號部門等成員，新增了Get，Set方法；代碼實現：

class Student : public Person  //學生類
{
    public:
        Student();
        char* GetSNO();
        void SetSNO(char *sno);
        virtual ~Student();

    protected:

    private:
        char *m_sno;
        char *m_major;
};

class Teacher : public Person  //教師類
{
    public:
        Teacher();
        char* GetTNO();
        void SetTNO(char *tno);
        virtual ~Teacher();

    protected:

    private:
        char *m_tno;
        char *m_depart;
};

1.3 派生類構造函數的寫法

派生類雖然繼承了基類，但卻需要自己的構造函數與析構函數，因爲子類中有特有的成員，光靠父類的構造函數是無法進行初始化的，派生類的析構函數有下面幾種寫法：

使用基類的默認構造

Student（形參列表）：
{
    //派生類中新成員的初始化；
}

這樣，程序會先調用基類的默認構造函數，在調用子類的構造函數；

調用基類重載的構造函數

Teacher（形參列表）：基類名（實參列表）
{
    //派生類中的成員初始化；
}

編譯器會根據實參列表選擇基類相應的構造函數進行調用，其實參來自於Teacher的形參列表；

無論哪一種方法，編譯器都會先執行基類的構造函數分，在調用派生類的構造函數，而析構函數的調用則與構造函數調用順序相反。

1.4 多繼承中的二義性

派生類可以繼承一個基類，也可以繼承多個基類，我們管這中方式爲多繼承：

這樣，助教類就擁有了學生類與教師類的成員與方法：

class Assistant : public Student,public Teacher
{
    public:
        Assistant();
        virtual ~Assistant();

    protected:

    private:
};

這樣，我們在初始化Assistant對象時，就會有以下步驟：

Person構造 —> Student構造 —> Person構造 —> Teacher構造 —> Assistant構造
可知Person構造構造了兩次，若我們在assistant對象中，調用Person中的方法，assistant.GetName(); 那編譯器如何知道，我們調用的是Student中繼承而來的，還是Teacher中繼承而來的呢？所以編譯器會報錯。
多繼承的二義性，有以下兩種解決方法：

添加作用域

assistant.Student::GetName();

添加virtual關鍵字
在定義派生類時，通過虛擬繼承的方式將基類聲明爲虛基類，虛基類中的成員在類的繼承中只會被繼承一次，從而解決了多繼承中的二義性問題，語法：

class 派生類名 : virtual 繼承方式 虛基類名
{
    .......
}

1.5 三種繼承方式

前面提到了共有繼承，也提到了基類的私有成員子類是無法訪問的，下面就詳細介紹繼承方式以及相關成員的訪問權限：

繼承方式：

也就是說，基類的私有成員子類無論使用那種那個繼承方式都不可以訪問，而採用保護繼承時，基類的共有與保護屬性的變量都會變爲保護屬性。

1.6 函數的重定義

由上面的Person類與Student類可知，當我們想打印Person類的信息時，只需打印姓名，年齡和性別，然而當子類繼承了這個方法後，子類有新增了學號，專業等信息，如果直接使用繼承得來的方法，則不能顯示完整的學生信息，只會顯示學生信息的姓名，年齡與性別，所以要重定義函數；
重定義函數與函數的重載不同，函數的重定義只能更改函數的內部實現，而不能修改函數頭。
例如，Person類的Show方法：

void Person::Show（）
{
    cout << "個人信息" << endl;
    cout << "姓名: " << m_name << "\n";
    cout << "年齡： " << m_age << "\n";
    cout << "性別： " << m_gender << endl;  
}

void Student::Show（）
{
    cout << "個人信息" << endl;
    cout << "姓名: " << m_name << "\n";
    cout << "年齡： " << m_age << "\n";
    cout << "性別： " << m_gender << "\n";
    cout << "學號: " << m_sno << "\n";
    cout << "專業： " << m_major << endl;
}

二. 多態

2.1 什麼是多態？

多態，向不同對象發送同一條消息（函數調用），不同對象在接收到消息後會產生不同的行爲，即不同的實現，執行不同的函數，或者函數名相同，但執行的細節相同。
打個比方，當我們進入召喚師峽谷後，大家都會收到一條消息，那就是“歡迎來到英雄聯盟！”，然而，不同的角色聽到這句話後，會有不同的動作，比如上單會往上路走，中單去中路，打野去反野或者刷自家Buff，下路雙人組幫助打野擊殺Buff一樣，不同對象在接收到相同的信息後的行爲不一樣，這就是多態。

2.2 類型兼容

所謂類型兼容，是C++已經爲我們實現好的一個功能，即

可以用派生類對象爲基類對象賦值：

Student student;
Person person = student;

可以用派生類的對象初始化基類的引用：

Teacher teacher;
Person& refPerson = teacher;

可以用派生類對象的地址爲基類類型的指針賦值：

Teacher teacher;
Person *person = &teacher;

這就是所謂的類型兼容。

2.3 虛函數

2.3.1 先期綁定

先期綁定，又稱靜態綁定，下面舉一個例子，假設我在父類中定義了一個方法：

void Print(Person& refperson)
{
    refperson.Show();
}

因爲前面提到的類型兼容的原因，在傳入參數時，我可以傳入Student的引用，也可以傳入Teacher類的引用，當然可以傳入Person類的引用，然而，當編譯器編譯後，便會將Show方法與Person類綁定，只要用到Show方法的地方，都會使用Person類的Show方法，即較爲低級的Show方法，並不能調用到新的會者說專屬的Show方法，是在編譯器編譯的時候就決定了，一種解決方法是使用函數重載：

void Print(Person& refperson);
void Print(Student& refstudent);
void Print(Teacher& refteacher);

在分別實現他們懂得內部細節即可，但這，都不是真正的多態，真正的多態，即“後期綁定”。

2.3.2 後期綁定

又叫動態綁定，即綁定發生於程序運行時，我們需要做的，只是在基類中定義函數時，加上一個
virtual 關鍵字，這樣，該函數則變爲虛函數：

virtual void Print(Person& refperson);
或
virtual void Print(Person* ptrperson);

不可以是

virtual void Print(Person person);

這樣，在傳入不同的類後，編譯器會根據類的類型選擇相應的Show方法來執行，這邊是多態。

總結下來，要實現，需要下面3中要求：

類型兼容
虛函數
定義函數時使用的是指針或引用

2.4 虛函數的工作原理

假設，我們創建了這樣了以類：

class Person  //Person類
{
    public:
        Person();  //默認構造
        char* GetName();
        void SetName(char *name);
        virtual void Show();
        virtual void Work();
        virtual ~Person();  //默認析構

    protected:

    private:
        char *m_name;
        int   m_age;
        bool  m_gender;
};

當我們創建了一個Person類的實例後，其在內存中有一個隱藏指針，這個指針指向了一個叫虛函數表的東西：

當子類繼承基類後，同時繼承了虛函數表，當子類實現了Show方法，則該方法從表中移除。

三.抽象類

3.1 抽象類的定義

在面向對象的概念中，所有的對象都是通過類來描繪的，但是反過來，並不是所有的類都是用來描繪對象的，如果一個類中沒有包含足夠的信息來描繪一個具體的對象，這樣的類就是抽象類。
抽象類除了不能實例化對象之外，類的其它功能依然存在，成員變量、成員方法和構造方法的訪問方式和普通類一樣。
由於抽象類不能實例化對象，所以抽象類必須被繼承，才能被使用。也是因爲這個原因，通常在設計階段決定要不要設計抽象類。
父類包含了子類集合的常見的方法，但是由於父類本身是抽象的，所以不能使用這些方法。
打個比方：

基類是形狀類，這並不能實例化爲真正的對象，而只能通過其他類繼承後才能使用，因爲無法實例化成具體的對象，所以裏面的Draw(),Erase(),Move()都不能在本身使用。
一個類如果是抽象類，則該類中至少要有一個純虛函數：即初始化爲0的虛函數：

virtual <函數類型> <純虛函數名> (形參列表） = 0；

這就是這一次的總結啦！之後會再補充一些其他的知識點！
順便慶祝大三下學期完結，從開學到考試全部在家中進行，
一個在家上課+考試的學期…

C++學習筆記——繼承與多態