C++:继承

前言：欢迎进入C++进阶的学习，我认为学习更加需要注重是的过程，而并非结果，就如人固然会死但还是要吃饭。生命的意义在于每个人，每个人都是自己人生中的主角。人一到群体中，智商就严重降低，人们为了获得群体的认同，愿意抛弃独立性去换取那份让人倍感安全的归属感。所以在这个社会群体中，我们要找到属于自己的那条路。

我们先复习一下封装的概念：

1.数据和方法放到一起，把想给访问定义成公有，不想给你访问定义成私有和保护

2.一个类型放到另一个类型里面，通过typedef成员函数调整，封装成另一个全新的类型

继承的概念及定义

class Person
{
public:
 void Print()
 {
 cout << "name:" << _name << endl;
 cout << "age:" << _age << endl;
 }
protected:
 string _name = "peter"; // 姓名
 int _age = 18;  // 年龄
};
// 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和Teacher复用了Person的成员。下面我们使用监视窗口查看Student和Teacher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。
class Student : public Person
{
protected:
 int _stuid; // 学号
};

class Teacher : public Person
{
protected:
 int _jobid; // 工号
};

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

// B中的fun和A中的fun不是构成重载，因为不是在同一作用域
// B中的fun和A中的fun构成隐藏，成员函数满足函数名相同就构成隐藏。
class A
{
public:
 void fun()
 {
 cout << "func()" << endl;
 }
};
class B : public A
{
public:
 void fun(int i)
 {
 A::fun();
 cout << "func(int i)->" <<i<<endl;
 }
};
void Test()
{
 B b;
 b.fun(10);
};

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

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

	Person& operator=(const Person& p)
	{
		cout << "Person operator=(const Person& p)" << endl;
		if (this != &p)
			_name = p._name;
		return *this;
	}

	~Person()
	{
		cout << "~Person()" << endl;
	}
protected:
	string _name; // 姓名
};


class Student : public Person
{
public:
	// 父类+自己，父类的调用父类构造函数初始化（复用）
	Student(int num, const char* str, const char* name)
		:Person(name)
		,_num(num)
		,_str(str)
	{
		cout << "Student()" << endl;
	}

	// s2(s1)
	Student(const Student& s)
		:Person(s)
		,_num(s._num)
		,_str(s._str)
	{}

	Student& operator=(const Student& s)
	{
		if (this != &s)
		{
			Person::operator=(s);
			_num = s._num;
			_str = s._str;
		}

		return *this;
	}

	// 子类的析构也会隐藏父类
	// 因为后续多态的需要，析构函数名字会被统一处理成destructor
	~Student()
	{
		// 显示写无法先子后父
		//Person::~Person();

		cout << _name << endl;
		cout << "~Student()" << endl;

		// 注意，为了析构顺序是先子后父，子类析构函数结束后会自动调用父类析构
	}

protected:
	int _num;	 //学号
	string _str;

	// 父类成员，当成一个整体的一个自定义类型成员
	// 子类的成员(跟以前一样)
	// a、内置类型
	// b、自定义类型
};

构造函数：如果父类中没有默认构造函数，那么就需要在子类中复用，先父后子

如果父类中有默认构造函数，那么系统会按先父后子的顺序调用

析构函数：无需复用，系统直接先调用父类再调用子类

拷贝构造：显示调用则需要复用成先父后子

operator=：显示调用则需要复用成先父后子

继承与友元

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

继承与静态成员

class Person
{
public :
 Person () {++ _count ;}
protected :
 string _name ; // 姓名
public :
 static int _count; // 统计人的个数。
};
int Person :: _count = 0;
class Student : public Person
{
protected :
 int _stuNum ; // 学号
};
class Graduate : public Student
{
protected :
 string _seminarCourse ; // 研究科目
};
void TestPerson()
{
 Student s1 ;
 Student s2 ;
 Student s3 ;
 Graduate s4 ;
 cout <<" 人数 :"<< Person ::_count << endl;//4
 Student ::_count = 0;
 cout <<" 人数 :"<< Person ::_count << endl;//0
}

_count 静态成员只有一份，共用的

父类静态成员属于当前类，也属于当前类的所有派生类

复杂的菱形继承及菱形虚拟继承

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 ()
{
 // 这样会有二义性无法明确知道访问的是哪一个
 Assistant a ;
//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";
}

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";
}

class A
{
public:
 int _a;
};
// class B : public A
class B : virtual public A
{
public:
 int _b;
};
// class C : public A
class C : virtual public A
{
public:
 int _c;
};
class D : public B, public C
{
public:
 int _d;
};
int main()
{
 D d;
 d.B::_a = 1;
 d.C::_a = 2;
 d._b = 3;
 d._c = 4;
 d._d = 5;
 return 0;
}

下图是菱形继承的内存对象成员模型：这里可以看到数据冗余 

继承的总结和反思

1. 很多人说 C++ 语法复杂，其实多继承就是一个体现。有了多继承 ，就存在菱形继承，有了菱形继承就有菱形虚拟继承，底层实现就很复杂。所以一般不建议设计出多继承，一定不要设计出菱形继承。否则在复杂度及性能上都有问题。

2. 多继承可以认为是 C++ 的缺陷之一，很多后来的 OO 语言都没有多继承，如 Java 。

3. 继承和组合

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。

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。

优先使用对象组合，而不是类继承 。

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。

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 (black-box reuse) ，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。

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。

// Car和BMW Car和Benz构成is-a的关系
   class Car{
   protected:
   string _colour = "白色"; // 颜色
   string _num = "陕ABIT00"; // 车牌号
   };
   
   class BMW : public Car{
   public:
   void Drive() {cout << "好开-操控" << endl;}
   };
   
   class Benz : public Car{
   public:
   void Drive() {cout << "好坐-舒适" << endl;}
   };
   
   // Tire和Car构成has-a的关系
   
   class Tire{
   protected:
       string _brand = "Michelin";  // 品牌
       size_t _size = 17;         // 尺寸
   
   };
   
   class Car{
   protected:
   string _colour = "白色"; // 颜色
   string _num = "陕ABIT00"; // 车牌号
    Tire _t; // 轮胎
   };