C++继承与派生总结

面向对象程序设计基于数据抽象、继承、动态绑定这三个基本概念。

• OOP的核心思想：多态性(polymorphism)
• 继承(inheritance)
• 基类(base class)
• 直接基类(direct base)
• 间接基类(indirect base)
• 派生类(derived class)
• 虚函数(virtual function) 其解析过程发生在运行时，而不是编译时
• 类派生列表(class derivation list)
• 动态绑定(dynamic binding) 使用基类的引用或指针调用一个虚成员函数时会执行动态绑定，使用指针调运虚成员函数时，根据指针所指向的实际对象来 。 在运行时选择函数的版本
• 覆盖(override)
• 访问说明符(public, protected, private):控制派生类从基类继承而来的成员是否对派生类的用户可见
• 共有(public)继承时，才能把派生类型的对象绑定到基类的引用或指针上
• 在形参列表、const修饰符、引用限定符后面添加override关键字，来显示地注明它是覆盖了它继承的虚函数
• static 成员在继承体系中唯一存在
• 派生类的作用域嵌套在基类的作用域中
• final类名后添加final关键字，禁止进程该类
• 先构造基类再构造派生类，先析构派生类再析构基类
• 构造函数不能继承，C++11中可用using Base::Base;声明继承构造函数（生成相同的构造函数）
  • 该using声明不会改变构造函数原有的访问基本
  • 默认实参不会被继承，而是获得多个继承的构造函数，每个构造函数省略掉几个有默认实参的形参

类型转换

• 静态类型（static type）
  • 编译时已知的，指针/引用对应的类型
  • 决定那些成员是可见的
• 动态类型（dynamic type）
  • 内存中对象的实际类型，运行时可知
  • 决定调用的版本
• 如果表达式不是引用或指针，则它的动态类型和静态类型一致
• 不存在从基类到派生类的隐式类型转换
  • 当基类含有一个或多个虚函数时，可使用dynamic_type<T&>( )/dynamic_type<T*>( )对尝试将 基类指针/引用 转换 派生类指针/引用
  • dynamic_type<T&>(t) 转换引用失败时抛出bad_cast
  • dynamic_type<T*>(t) 转换指针失败时返回空指针
• 自动类型转换只对指针和引用有效，在派生类类型和基类类型之间不存在
• 切掉(sliced down): 用派生类对象为一个基类对象初始化或赋值时，只有该派生类的对象中的基类部分会被拷贝、移动、赋值。

虚函数

• 基类中虚函数的返回值类型为类本身的引用或指针时，（派生类到基类的类型转换时可访问的时）派生类中的该虚函数可以与基类中的返回值不同，可返回自己的指针/引用。
• final修饰符（位于const 、引用修饰符后）：禁止该虚函数被覆盖。
• 使用作用域运算符指定版本
• 纯虚函数 =0
• 含有纯虚函数的类是抽象基类(abstract base class)，不能创建其对象。

访问控制

• 派生类的成员或友元只能通过派生类对象来访问基类的protected成员
• 派生说明符只影响派生类的用户，对派生类无影响。
• 只有在可以访问基类的共有成员时，派生类向基类的类型的转型才是可访问的。
• 派生类可以使用using声明改变其可访问的基类成员在该基类中的访问权。
• ！！名字查找优先于类型检查，即使派生类成员和基类成员的形参列表不一致，同名基类成员也会被隐藏(要么不隐藏，要么全部隐藏）
  • 可以使用using声明，将基类中的名字添加到该作用域，避免全部覆盖掉

class B{
public:
void func(int a){ }
void func(){ }
};
class D : public B{
public:
//加上：using B::func;
才能d.func();
void func(int a){ }
};
int main(){
D d;
d.func();
//错误无法访问
}

基类通常应该定义一个虚析构造函数

• 这样才能在“delete基类指针”时执行正确的析构函数
• 一个基类总是需要构造函数，并将其设为虚函数
• 虚析构函数将阻止合成移动操作(一个类定义了析构函数，即使它通过=default，也不会自动合成移动操作)
• 基类没有移动操作意味着派生类也没有

拷贝控制

派生类的拷贝和移动构造函数/赋值运算符在拷贝和移动自己的成员时，也要同时拷贝和移动基类部分的成员

合成的拷贝控制

• 派生类的合成的拷贝赋值/构造函数、移动复制运算符/构造函数，会先调用其父类的对应成员复制其父类部分
• 基类中
  • 默认构造函数、拷贝复制/构造函数、析构函数 被删除/不可访问，则派生类中的对应成员也被删除
  • 有不可访问/删除的析构函数， 则派生类中默认/拷贝构造函数将被删除
  • 用=default请求合成移动操作时，如果基类对应操作是删除/不可访问的，则请求不能完成，该操作还是删除的

多重继承

• 基类的构造顺序与派生列表中基类的出现顺序保持一致
• 析构顺序正好与构造顺序相反
• 如果从多个基类继承了相同的构造函数（形参相同），将产生错误。这个类必须为该构造函数定义它自己的版本。
• 派生类如果定义自己的拷贝/赋值构造和赋值运算符，必须在完整的对象上执行拷贝、赋值或移动，不要忘记处理其基类的赋值（直接基类和间接基类）。派生类的合成版本会自动完成对其基类部分的操作。
• 任意的public继承的基类的指针可以指向一个派生类对象（都一样好）。
• 指针和引用的静态类型决定了通过它能够访问那些成员。
• 派生类的作用域嵌套在直接基类和间接基类的作用域中，名字的查找将由内向外。

虚继承

• 派生类可以通过它的两个间接基类分别继承同一个间接基类；或直接继承+间接继承一个基类
• 如果一个类在继承过程中出现多次，则派生类中将包含该类的多个子对象

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#include<iostream>
using namespace std;
class Base0{
public:
int a;
};
class Base1 : public Base0{
public:
int b;
};
class Base2 : public Base0{
public:
int b;
};
class Foo : public Base1, public Base2{
public:
int c;
};
int main() {
Foo f;
f.a;
//错误
f.b;
//错误
Base0& b = a;
//错误
}

• 虚继承解决上述问题，令某个类共享它的基类。共享的基类子对象称为虚基类(virtual base class)，不论虚基类在继承体系中出现了多少次，在派生类中都只包含唯一一个共享的虚基类子对象。

#include<iostream>
using namespace std;
class Base0{
public:
Base0(int a):a(a){ }
int a;
};
class Base1 : virtual public Base0{
public:
Base1(int a, int b):Base0(a), b(b){ }
int b;
};
class Base2 : virtual public Base0{
public:
Base2(int a, int b):Base0(a), b(b){ }
int b;
};
class Foo : public Base1, public Base2{
public:
//Base1,Base2构造时传入的0，将被忽略，基类Base0需在构造函数初始化列表中初始化(否则默认初始化)
Foo(int a, int b1, int b2, int c):Base0(a), Base1(0, b1), Base2(0, b2), c(c){ }
int c;
};
int main() {
Foo f;
f.a;
//正确
f.b;
//错误
Base0& b = f;
//正确
}

• Foo对象只包含一个Base0的子对象
• 虚基类之影响从指定了虚基类的派生类中进一步派生出的类，不影响派生类本身
• 虚派生中，基类由最底层的派生类初始化。需在最底层的派生类的构造函数初始化列表中初始化（或者默认初始化），其他的基类的初始化列表中对其的初始化将被忽略。。
• 含有虚基类的对象的构造顺序：
  • 先构造虚基类，最底层派生类构造函数构造提供初始值构造虚基类（或默认初始化）
  • 有多个虚基类，按派生列表中出现的顺序构造
  • 再按照基类在派生列表中出现的次序初构造
• 合成的拷贝和移动函数、赋值运算符也按该顺序
• 销毁顺序与构造顺序相反

最后

以上就是友好发夹为你收集整理的C++继承与派生总结的全部内容，希望文章能够帮你解决C++继承与派生总结所遇到的程序开发问题。

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