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目录

一、继承的概念及定义

📒1.1继承的概念

📒1.2继承的定义

1.2.1定义格式

1.2.2继承方式和访问限定符

1.2.3继承基类成员访问方式的变化

二、基类和派生类对象赋值转换

三、继承中的作用域

四、派生类的默认成员函数

📒4.1构造函数

📒4.2拷贝构造函数

📒4.3赋值重载函数

📒4.4析构函数

五、继承与友元        

六、菱形继承及菱形虚拟继承

七、继承的总结和反思

📒7.1继承和组合

一、继承的概念及定义

📒1.1继承的概念

        继承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，它允许程序员在保持原有类特性的基础上进行扩展，增加功能，这样产生新的类，称派生类。继承呈现了面向对象程序设计的层次结构，体现了由简单到复杂的认知过程。以前我们接触的复用都是函数复用，继承是类设计层次的复用。

class Person
{
public:
     void Print()
     {
         cout << "name:" << _name << endl;
         cout << "age:" << _age << endl;
     }
protected:
    string _name = "peter"; // 姓名
    int _age = 18;  // 年龄
};

class Student : public Person
{
protected:
    int _stuid; // 学号
};

int main()
{
    Student s;
    s.Print();
    return 0;
}

继承后父类的Person的成员（成员函数+成员变量）都会变成子类的一部分。这里体现出了 Student复用了Person的成员。监视窗口查看Student对象，可以看到变量的复用。调用Print可以看到成员函数的复用。

📒1.2继承的定义

1.2.1定义格式

        如下图所示，我们看到Person是父类，也称作基类。Student是子类，也称作派生类。

1.2.2继承方式和访问限定符

1.2.3继承基类成员访问方式的变化

基类成员/继承方式public继承protected继承private继承
public成员派生类的public成员派生类的protected 成员派生类的private 成员
protected成员派生类的protected 成员派生类的protected 成员派生类的private 成员
private成员在派生类中不可见在派生类中不可见在派生类中不可见

总结：

  1. 基类private成员在派生类中无论以什么方式继承都是不可见的。这里的不可见是指基类的私有成员还是被继承到派生类对象中，但是语法上限制派生类对象不管在类里面还是类外面都不能去访问它。
  2. 基类private成员在派生类中是不能被访问，如果基类成员不想在类外直接被访问，但需要在 派生类中能访问，就定义为protected。可以看出保护成员限定符是因继承才出现的。
  3. 基类的私有成员在子类都是不可见。基类的其他成员在子类的访问方式 == Min(成员在基类的访问限定符，继承方式)，public > protected > private。
  4. 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。
  5. 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。

二、基类和派生类对象赋值转换

        派生类对象可以赋值给基类的对象 / 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。寓意把派生类中父类那部分切来赋值过去。要注意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。

class Person
{
protected:
	string _name; // 姓名
	string _sex;  // 性别
	int _age;// 年龄
};

class Student : public Person
{
public:
	int _No; // 学号
};

int main()
{
	Student sobj;
	// 1.子类对象可以赋值给父类对象/指针/引用
	Person pobj = sobj;
	Person* pp = &sobj;
	Person& rp = sobj;

	//2.父类对象不可以赋值给子类对象
	//sobj=pobj
	return 0;
}

小Tips：这里的赋值是特殊的语法规则，不是类型转换，中间没有产生临时变量。 rp 就是子类对象中父类成员那部分的别名。 pp 是指针指向子类对象 sobj ，但它是父类指针，它只能访问到子类对象中父类那部分的成员变量。

三、继承中的作用域

  1. 在继承体系中基类和派生类都有独立的作用域。
  2. 子类和父类中有同名成员，子类成员将屏蔽父类对同名成员的直接访问，这种情况叫隐藏， 也叫重定义。（在子类成员函数中，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。
class Person
{
protected:
	string _name = "张三"; // 姓名
	int _num = 111;// 身份证号
};

class Student : public Person
{
public:
	void Print()
	{
		cout << " 姓名:" << _name << endl;
		cout << " 身份证号:" << _num << endl;
		cout << " 学号:" << _num << endl;
	}
protected:
	int _num = 999; // 学号
};

void Test()
{
	Student s1;
	s1.Print();
};

上述代码的结果并不是我们想要的答案，这是因为Student的_num和Person的_num构成隐藏关系，子类成员屏蔽了父类同名成员的直接访问，在当前的域中找到该成员，就不会再往下找。所以我们要用 Person::_num 的方式显示访问。

四、派生类的默认成员函数

📒4.1构造函数

        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。

class Person
{
public :
    Person(const char* name = "peter")
        : _name(name)
    {
        cout<<"Person()" <<endl;
    }

protected :
    string _name ; // 姓名
};

class Student : public Person
{
public :
    Student(const char* name, int num)
        : Person(name)
        , _num(num)
    {
        cout<<"Student()" <<endl;
    }

protected :
    int _num ; //学号
};

void Test ()
{
    Student s1 ("jack", 18);
    return 0；
}

小Tips：不能在子类构造函数的初始化列表中初始化某一个父类中的成员变量，即 _name(name) 是不允许的，所以我们要显示调用父类的构造函数。

📒4.2拷贝构造函数

        派生类的拷贝构造函数必须调用基类的拷贝构造完成基类的拷贝初始化。

class Person
{
public :
    Person(const char* name = "peter")
        : _name(name)
    {
        cout<<"Person()" <<endl;
    }

    Person(const Person& p)
        : _name(p._name)
    {
        cout<<"Person(const Person& p)" <<endl;
    }

protected :
    string _name ; // 姓名
};

class Student : public Person
{
public :
    Student(const char* name, int num)
        : Person(name)
        , _num(num)
    {
        cout<<"Student()" <<endl;
    }

    Student(const Student& s)
        : Person(s)
        , _num(s ._num)
     {
         cout<<"Student(const Student& s)" <<endl ;
     }

protected :
    int _num ; //学号
};

void Test ()
{
    Student s1("jack", 18);
    Student s2(s1);//调用拷贝构造
    return 0；
}

小Tips：派生类对象可以赋值给一个基类的引用，该引用是派生类对象中基类部分成员的别名。

📒4.3赋值重载函数

//赋值运算符重载
class Person
{
public:
    //默认构造函数
    Person(const char* name = "Peter")
        :_name(name)
    {
        cout << "Person()" << endl;
    }

    //拷贝构造函数
    Person(const Person& p)
        :_name(p._name)
    {
        cout << "Person(const Person& p)" << endl;
    }

    //赋值运算符重载
    Person& operator=(const Person& p)
    {
        if (this != &p)
        {
            cout << "Person& operator=(const Person& p)" << endl;
            _name = p._name;
        }
        
        return *this;
    }

protected:
    string _name;//姓名
};

class Student : public Person
{
public:
    //默认构造函数
    Student(const char* name = "张三", int num = 0)
        :_num(num)
        ,Person(name)
    {
        cout << "Student()" << endl;
    }

    //拷贝构造函数
    Student(const Student& s)
        :Person(s)
        , _num(s._num)
    {
        cout << "Student(const Student& s)" << endl;
    }

    //赋值运算符重载
    Student& operator=(const Student& s)//与父类的赋值运算符重载构成隐藏
    {
        if (this != &s)
        {
            cout << "Student& operator=(const Student& s)" << endl;
            Person::operator=(s);
            _num = s._num;
        }

        return *this;
    }
protected:
    int _num;//学号
};

void Test()
{
    Student s("jack", 18);//调用默认构造函数
    Student s1(s);//调用拷贝构造函数

    Student s2;
    s2 = s1;//调用赋值运算符重载
}

小Tips：对于赋值运算符重载需要注意，因为赋值重载的函数名都是 operator=，因此父类的赋值重载函数和子类的赋值重载函数构成隐藏关系。所以在子类的赋值重载函数中要想调用父类的赋值运算符重载函数需要指定类域，像这样 Person::operator=(s);，告诉编译器这里调用的是父类中的赋值运算符重载函数，如果不指定类域，编译器默认会去调用子类自己的赋值重载，这就会产生无穷递归，导致栈溢出。

📒4.4析构函数

        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。

派生类对象初始化先调用基类构造再调派生类构造。派生类继承自基类的成员变量一定是声明在派生类成员变量的前面的，初始化列表初始化的顺序是声明的顺序，所以我们可以保证先调用基类构造再调派生类构造。派生类对象析构清理先调用派生类析构再调基类的析构。我们显示调用是无法保证顺序，所以编译器会自动调用，我们显式调用就会导致子类中父类的那部分资源被释放了两次。我们还要注意析构函数的函数名被特殊处理了，统一处理成 destructor ，因此父类的析构函数与子类的析构函数构成隐藏关系，如果想要在子类的析构函数中显示调用父类的析构函数，需要指定类域。

小Tips：如果先调用父类的析构函数，那么在子类的析构函数中就无法再使用父类中的成员变量。而在父类的析构函数中是不可能调用子类的成员变量，因此先调用子类的析构函数是没有任何问题的。

五、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子类的私有和保护成员。

class Student;
class Person
{
public:
	friend void Display(const Person& p, const Student& s);
protected:
	string _name; // 姓名
};

class Student : public Person
{
protected:
	int _stuNum; // 学号
};

void Display(const Person& p, const Student& s)
{
	cout << p._name << endl;
	cout << s._stuNum << endl;//不能访问子类的成员变量
    cout << s._name << endl;
}

void main()
{
	Person p;
	Student s;
	Display(p, s);
}

小Tips：如上代码所示，Display 函数是基类的友元，所以它只能调用基类中的成员变量。就比如爸爸的朋友并不是你的朋友，所以在 Display 函数中 s._stuNum 是不被允许的。

六、菱形继承及菱形虚拟继承

单继承：一个子类只有一个直接父类时称这个继承关系为单继承

多继承：一个子类有两个或以上直接父类时称这个继承关系为多继承

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。

class Person
{
public :
     string _name ; // 姓名
};

class Student : public Person
{
protected :
     int _num ; //学号
};

class Teacher : public Person
{
protected :
    int _id ; // 职工编号
};

class Assistant : public Student, public Teacher
{
protected :
    string _majorCourse ; // 主修课程
};

void Test ()
{
    Assistant a ;
     // 这样会有二义性无法明确知道访问的是哪一个
    a._name = "peter";

    // 需要显示指定访问哪个父类的成员可以解决二义性问题，但是数据冗余问题无法解决
    a.Student::_name = "xxx";
    a.Teacher::_name = "yyy";
}

显示指定访问哪个父类的成员可以解决二义性问题，但是数据冗余问题无法解决。下面引入虚拟继承，虚拟继承可以解决菱形继承的二义性和数据冗余的问题。如上面的继承关系，在Student和 Teacher的继承Person时使用虚拟继承，即可解决问题。需要注意的是，虚拟继承不要在其他地方去使用。

class Person
{
public :
    string _name ; // 姓名
};

class Student : virtual public Person
{
protected :
    int _num ; //学号
};

class Teacher : virtual public Person
{
protected :
    int _id ; // 职工编号
};

class Assistant : public Student, public Teacher
{
protected :
    string _majorCourse ; // 主修课程
};

void Test ()
{
    Assistant a ;
    a._name = "peter";
}

七、继承的总结和反思

📒7.1继承和组合

  1. public继承是一种 is-a 的关系。也就是说每个派生类对象都是一个基类对象。
  2. 组合是一种 has-a 的关系。假设B组合了A，每个B对象中都有一个A对象。 
  3. 优先使用对象组合，而不是类继承 。
  4. 继承允许你根据基类的实现来定义派生类的实现。这种通过生成派生类的复用通常被称 为白箱复用(white-box reuse)。术语“白箱”是相对可视性而言：在继承方式中，基类的内部细节对子类可见 。继承一定程度破坏了基类的封装，基类的改变，对派生类有很大的影响。派生类和基类间的依赖关系很强，耦合度高。
  5. 对象组合是类继承之外的另一种复用选择。新的更复杂的功能可以通过组装或组合对象来获得。对象组合要求被组合的对象具有良好定义的接口。这种复用风格被称为黑箱复用，因为对象的内部细节是不可见的。对象只以“黑箱”的形式出现。 组合类之间没有很强的依赖关系，耦合度低。优先使用对象组合有助于你保持每个类被封装。
  6. 实际尽量多去用组合。组合的耦合度低，代码维护性好。不过继承也有用武之地的，有些关系就适合继承那就用继承，另外要实现多态，也必须要继承。类之间的关系可以用继承，可以用组合，就用组合。

🎁结语： 

     本次的内容到这里就结束啦。希望大家阅读完可以有所收获，同时也感谢各位读者三连支持。文章有问题可以在评论区留言，博主一定认真认真修改，以后写出更好的文章。你们的支持就是博主最大的动力。

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