news 2026/9/2 8:43:39

C++:5.继承

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张小明

前端开发工程师

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文章封面图
C++:5.继承

继承

1.概念

继承(inheritance)机制是⾯向对象程序设计使代码可以复⽤的最重要的⼿段,它允许我们在保持原有类特性的基础上进⾏扩展,增加⽅法(成员函数)和属性(成员变量),这样产⽣新的类,称派⽣类。

2.定义

eg

class Person { public: // 进⼊校园/图书馆/实验室刷⼆维码等⾝份认证 void identity() { cout << "void identity()" <<_name<< endl; } protected: string _name = "张三"; // 姓名 string _address; // 地址 string _tel; // 电话 int _age = 18; // 年龄 }; class Student : public Person { public: // 学习 void study() { // ... } protected: int _stuid; // 学号 }; class Teacher : public Person { public: // 授课 void teaching() { //... } protected: string title; // 职称 }; int main() { Student s; Teacher t; s.identity(); t.identity(); return 0; }
下⾯我们看到Person是基类,也称作⽗类。Student是派⽣类,也称作⼦类。
使⽤关键字class时默认的继承⽅式是private,使⽤struct时默认的继承⽅式是public,不过最好显
⽰的写出继承⽅式。
在实际运⽤中⼀般使⽤都是public继承,⼏乎很少使⽤protetced/private继承,也不提倡使⽤
protetced/private继承,因为protetced/private继承下来的成员都只能在派⽣类的类⾥⾯使⽤,实
际中扩展维护性不强。

3.继承类模板

classstack:publicstd::vector<T>
{
public:
voidpush(constT& x)
{
//基类是类模板时,需要指定⼀下类域
//否则编译报错:error C3861: “push_back”:找不到标识符//因为stack<int>实例化时,也实例化vector<int>
//但是模版是按需实例化,push_back等成员函数未实例化,所以找不到
vector<T>::push_back(x);
//push_back(x);
}
}

4.基类和派生类的转换

public继承的派⽣类对象 可以赋值给 基类的指针 / 基类的引⽤。这⾥有个形象的说法叫切⽚或者切
割。寓意把派⽣类中基类那部分切出来,基类指针或引⽤指向的是派⽣类中切出来的基类那部分。
基类对象不能赋值给派⽣类对象。

基类的指针或者引⽤可以通过强制类型转换赋值给派⽣类的指针或者引⽤。但是必须是基类的指针 是指向派⽣类对象时才是安全的。这⾥基类如果是多态类型,可以使⽤RTTI(Run-Time Type Information)的dynamic_cast 来进⾏识别后进⾏安全转换。

classPerson
{
protected:
string _name;//姓名
string _sex;//性别
int_age;//年龄
};
classStudent:publicPerson
{
public:
int_No ;//学号
};
intmain()
{
Student sobj ;
// 1.派⽣类对象可以赋值给基类的指针/引⽤不会产生临时变量(无类型转换)
Person* pp = &sobj;
Person& rp = sobj;
//⽣类对象可以赋值给基类的对象是通过调⽤后⾯会讲解的基类的拷⻉构造完成的
Person pobj = sobj;
//2.基类对象不能赋值给派⽣类对象,这⾥会编译报错
sobj = pobj;
return0;
}

5.继承中的作⽤域

隐藏规则:
1.在继承体系中基类和派⽣类都有独⽴的作⽤域。
2.派⽣类和基类中有同名成员,派⽣类成员将屏蔽基类对同名成员的直接访问,这种情况叫隐藏
(在派⽣类成员函数中,可以使⽤ 基类::基类成员 显⽰访问)
3.需要注意的是如果是成员函数的隐藏,只需要函数名相同就构成隐藏。
4.注意在实际中在继承体系⾥⾯最好不要定义同名的成员。

6.派生类的默认成员函数

1.派⽣类的构造函数必须调⽤基类的构造函数初始化基类的那⼀部分成员。如果基类没有默认的构造 函数,则必须在派⽣类构造函数的初始化列表阶段显⽰调⽤。
2.派⽣类的拷⻉构造函数必须调⽤基类的拷⻉构造完成基类的拷⻉初始化。
3.派⽣类的operator=必须要调⽤基类的operator=完成基类的复制。需要注意的是派⽣类的
operator=隐藏了基类的operator=,所以显⽰调⽤基类的operator=,需要指定基类作⽤域
4.派⽣类的析构函数会在被调⽤完成后⾃动调⽤基类的析构函数清理基类成员。因为这样才能保证派 ⽣类对象先清理派⽣类成员再清理基类成员的顺序
5.派⽣类对象初始化先调⽤基类构造再调派⽣类构造。
6.派⽣类对象析构清理先调⽤派⽣类析构再调基类的析构。
7.因为多态中⼀些场景析构函数需要构成重写,重写的条件之⼀是函数名相同。那么编译器会对析构函数名进⾏特殊处理,处理成destructor(),所以基类析构函数不加
virtual的情况下,派⽣类析构函数和基类析构函数构成隐藏关系。

7.不能被继承的类

⽅法1:基类的构造函数私有,派⽣类的构成必须调⽤基类的构造函数,但是基类的构成函数私有化以 后,派⽣类看不⻅就不能调⽤了,那么派⽣类就⽆法实例化出对象。
⽅法2:C++11新增了⼀个final关键字,在类名后+final修改基类,派⽣类就不能继承了。

8.继承与友元

友元关系不能继承,也就是说基类友元不能访问派⽣类私有和保护成员

9.继承与静态成员

基类定义了static静态成员,则整个继承体系⾥⾯只有⼀个这样的成员。⽆论派⽣出多少个派⽣类,都只有⼀个static成员实例。

10.多继承及其菱形继承问题

单继承:⼀个派⽣类只有⼀个直接基类时称这个继承关系为单继承
多继承:⼀个派⽣类有两个或以上直接基类时称这个继承关系为多继承,多继承对象在内存中的模型 是,先继承的基类在前⾯,后⾯继承的基类在后⾯,派⽣类成员在放到最后⾯。
菱形继承:菱形继承是多继承的⼀种特殊情况。菱形继承的问题,从下⾯的对象成员模型构造,可以 看出菱形继承有数据冗余和⼆义性的问题,在Assistant的对象中Person成员会有两份。⽀持多继承就 ⼀定会有菱形继承,像Java就直接不⽀持多继承,规避掉了这⾥的问题,所以实践中我们也是不建议 设计出菱形继承这样的模型的。

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