這是C++類重新復(fù)習(xí)學(xué)習(xí)筆記的第 七 篇巷蚪，同專題的其他文章可以移步：http://www.reibang.com/nb/39156122

類繼承的語法

類的繼承允許通過繼承的方式生成新類魁索，繼承自的類為基類抒巢，繼承自基類的類成為派生類互亮，類的繼承寫法如下：

class derivedClass : public/protect/private baseClass
{
// statements
}

其中基類前有一個訪問限定符寿烟，不寫的時候默認(rèn)為private淑际，但是我們主要使用public脸侥，又稱作公有繼承建邓，三個不同的訪問限定詞的區(qū)別在于：

• 公有繼承（public）：當(dāng)一個類派生自公有基類時，基類的公有成員也是派生類的公有成員睁枕，基類的保護(hù)成員也是派生類的保護(hù)成員官边，基類的私有成員不能直接被派生類訪問，但是可以通過調(diào)用基類的公有和保護(hù)成員來訪問
• 保護(hù)繼承（protecte）： 當(dāng)一個類派生自保護(hù)基類時外遇，基類的公有和保護(hù)成員將成為派生類的保護(hù)成員
• 私有繼承（private）：當(dāng)一個類派生自私有基類時注簿，基類的公有和保護(hù)成員將成為派生類的私有成員

例如我們定義一個基類再定義一個派生類：

class baseClass
{
private:
    baseInt;
    baseDouble;
public:
    baseClass(const int pInt = 1, cosnt double pDouble = 2.5);
    int function(double d);
}
 
baseClass :: baseClass(const int pInt = 1, cosnt double pDouble = 2.5)
{
    baseInt = pInt;
    baseDouble = pDouble;
}
 
baseClass :: function(double d)
{
    cout << d;
    return 1;
}
 
 
class derivedClass : public baseClass
{
private:
    derivedChar;
public:
    derivedClass(const int pInt, const double pDouble, const char pChar);
    void anotherFunction();
}
 
derivedClass :: derivedClass(const int pInt, const double pDouble, const char pChar) : baseClass(pInt,pDouble)
{
    derivedChar = pChar;
}
 
void derivedClass :: anotherFunction()
{
    cout << "I am the derived class.";
}

從這個例子中，我們可以看到跳仿，基類有兩個私有變量诡渴，baseInt和baseDouble，兩個方法菲语，一個構(gòu)造函數(shù)用于給兩個私有變量賦值妄辩，一個用于充數(shù)。派生類繼承自基類山上，于是派生類derivedClass就擁有了基類的兩個公有方法眼耀，但是它不能訪問基類的兩個私有變量。派生類又定義了自己的一個新私有變量佩憾，同時有自己的構(gòu)造函數(shù)和一個用于充數(shù)的函數(shù)哮伟「苫ǎ可見繼承的作用在于方便地進(jìn)行代碼的重用以及組織管理項目設(shè)計。

基類和派生類的關(guān)系

類的繼承是“is-a”的關(guān)系楞黄，或者說是“is-a-kind-of”池凄，即派生類對象也是一個基類對象。

• 派生類是可以調(diào)用基類的protected和public修飾的成員變量和方法的鬼廓，而派生類也可以定義自己的變量和方法修赞。
• 同時，派生類還可以重載基類的方法桑阶，即聲明一個和基類中相同名稱的成員變量柏副，但是在派生類中對其進(jìn)行重新的定義。如果基類和派生類同時擁有同名同變量參數(shù)同返回值但是定義不同的函數(shù)蚣录，在使用基類對象調(diào)用該函數(shù)時割择，調(diào)用的是基類的函數(shù)，在使用派生類的對象調(diào)用該函數(shù)時萎河，調(diào)用的是派生類的定義荔泳。
• 基類指針可以在不進(jìn)行顯式類型轉(zhuǎn)換的情況下指向派生類對象；基類引用可以在不進(jìn)行顯式類型轉(zhuǎn)換的情況下引用派生類對象虐杯。C++要求的引用和指針類型與賦給的類型匹配的規(guī)則對繼承來說例外玛歌。然而，這種例外只是單向的擎椰，不可以將基類對象和地址賦給派生類引用和指針支子。基類指針或引用只能用于調(diào)用基類方法达舒。

多態(tài)公有繼承

多態(tài)即一個派生類繼承自一個基類后值朋，希望可以定義一個和基類中相同名稱、參數(shù)列表巩搏、返回值的函數(shù)昨登，但這個函數(shù)的定義卻與基類中的不同，即一種派生類對基類方法的重載贯底。

首先丰辣，派生類可以重載基類的方法，如果派生類使用基類相同的函數(shù)和函數(shù)定義禽捆，那么就不需要再在派生類中聲明該函數(shù)笙什，即共有的函數(shù)需要放在基類中。如果派生類想對基類的函數(shù)進(jìn)行新的定義睦擂，則需要在派生類中對其再次進(jìn)行聲明并定義得湘，定義時也需要表明定義的是那個類的函數(shù)。如 baseClass::function() 和 derivedClass::function() 這樣顿仇。

虛方法（virtual method）淘正，需要使用關(guān)鍵詞 virtual 修飾基類中的函數(shù)摆马，如下面這樣：

virtual void function(int i);

它的作用如下：當(dāng)基類和派生類都有定義過某個相同方法后，我們需要確定調(diào)用的是哪個類下的方法鸿吆，特別是當(dāng)方法是通過引用或指針而不是對象調(diào)用的囤采。

• 如果沒有使用關(guān)鍵字 virtual ，程序?qū)⒏鶕?jù)引用類型或指針類型選擇方法
• 如果使用了關(guān)鍵字 virtual 惩淳，程序?qū)⒏鶕?jù)引用或指針指向的對象的類型來選擇方法
• 如果有派生類重載了基類的方法蕉毯，一般需要將基類的析構(gòu)函數(shù)設(shè)置成virtual的以保證釋放派生類對象時能夠按照正確的順序調(diào)用析構(gòu)函數(shù)

// 不使用virtual
BaseClass baseClass();
DerivedClass derivedClass();
BaseClass & reference1 = baseClass; // 指向baseClass的類型是BaseClass的引用變量
BaseClass & reference2 = derivedClass; // 指向derivedClass的但是類型是BaseClass的引用變量
reference1.function(); // 會根據(jù)引用的類型即BaseClass調(diào)用BaseClass下的function方法
reference2.function(); // 會根據(jù)引用的類型即BaseClass調(diào)用BaseClass下的function方法
 
// 使用virtual
BaseClass baseClass();
DerivedClass derivedClass();
BaseClass & reference1 = baseClass; // 指向baseClass的類型是BaseClass的引用變量
BaseClass & reference2 = derivedClass; // 指向derivedClass的但是類型是BaseClass的引用變量
reference1.function(); // 會根據(jù)引用指向的類型即BaseClass調(diào)用BaseClass下的function方法
reference2.function(); // 會根據(jù)引用指向的類型即DerivedClass調(diào)用BaseClass下的function方法

抽象基類

抽象基類（abstract base class，ABC）是一種特殊的基類思犁，從概念上講代虾，將所有派生類的公用的方法進(jìn)行抽象匯總聲明（定義）到的一個類中，這種設(shè)計下的類可以視作一個抽象基類激蹲。但是真正的抽象基類應(yīng)該是至少包含了一個純虛函數(shù)（pure virtual function）的類棉磨，這種類不能聲明對應(yīng)的對象，只能作為基類学辱。

純虛函數(shù)是一種只在抽象基類中給出原型乘瓤，但是部給出定義的函數(shù)，更像是一個接口策泣，由所有的派生類對純虛函數(shù)根據(jù)自己類的需求來實現(xiàn)其定義衙傀。純虛函數(shù)的寫法是在虛函數(shù)后面以 =0 結(jié)尾

virtual double pureVirtualFunction(int i) const = 0;

應(yīng)用這種方式，可以將所有派生類共有但是卻又各自有著不同實現(xiàn)的方法抽象到一個基類中萨咕，提供其原型但是不對其進(jìn)行定義（也只有純虛函數(shù)C++允許不給出定義）统抬，然后使得各個派生類自己給出其定義。

私有繼承

私有繼承即繼承的基類使用private修飾符修飾的繼承任洞，如果沒有訪問限定符的修飾蓄喇，默認(rèn)也是私有繼承发侵，私有繼承是一種“has-a”的關(guān)系交掏。

class DerivedClass : private BaseClass{ }
class DerivedClass : BaseClass{ }

私有繼承使得基類的公有成員、保護(hù)成員都被成為派生類的私有成員刃鳄，這就使得基類的那些方法都不能再被派生類的實例化對象使用盅弛，而只能被派生類的成員函數(shù)在類內(nèi)部使用。即派生類部繼承基類的接口叔锐。

這里比較了三種繼承之間的區(qū)別：

多重繼承

多重繼承（Multiple Inheritance）也是“is-a”的關(guān)系挪鹏，它允許一個類繼承自多個類，只需要將繼承的類使用逗號隔開即可愉烙，像下面這樣：

class DerivedClass : public BaseClass1, public BaseClass2 {……}
class DerivedClass : public BaseClass1, BaseClass2 {……} // BaseClass2 is a private base

多重繼承中每一個被繼承的基類都需要設(shè)置訪問限定符讨盒，根據(jù)需要可以使用不同的訪問限定符，不寫默認(rèn)為private

例如設(shè)置一個基類Worker表示工人步责，然后工人可以是歌手也可以是服務(wù)員返顺，我們使用兩個類繼承自這個基類禀苦，Singer和Waiter，最后遂鹊，我們可以定義一個既是歌手有時服務(wù)員的類振乏，所以它同時繼承自Singer和Waiter，他們的關(guān)系就像下邊這樣：

class Worker {……}
class Singer : public Worker {……}
class Waiter : public Worker {……}
class SingingWaiter : public Singer, public Waiter {……}

一個多重繼承

虛基類

首先多重繼承導(dǎo)致了一個問題就是秉扑，當(dāng)一個SingingWaiter的實例繼承自Singer和Waiter時慧邮，也就間接地兩次繼承了Worker，也就是說一個SingingWaiter的實例結(jié)構(gòu)應(yīng)該是如下這樣的：

在不使用虛基類的時候

這樣引發(fā)的問題就是舟陆，當(dāng)我們把派生類對象的地址賦給一個基類的指針時就無法區(qū)分是賦給哪個基類误澳，導(dǎo)致二義性：

SingingWaiter sw；
Worker * psw = &sw;

因為sw中包含兩個Worker對象秦躯，從而有兩給地址可以選擇脓匿，于是正確的寫法應(yīng)該是：

Worker * psw1 = (Waiter *) &sw;
Worker * psw2 = (Singer *) &sw;

所以虛基類（Virtual Base Classes）將解決這個問題。虛基類使得從多個類派生出的對象只繼承一個基類對象宦赠，需要在類繼承的聲明中使用virtual關(guān)鍵詞陪毡，virtual和public的次序無所謂：

class Singer : virtual public Worker {……}
class Waiter : public virtual Worker {……}
class SingingWaiter : public Singer, public Waiter {……}

現(xiàn)在，SingingWaiter對象就只包含Worker對象的一個副本勾扭，從本質(zhì)上說是毡琉，繼承的Singer和Waiter共享一個Worker對象，而不是各自引入一個Worker對象的副本妙色，從而可以使用多態(tài)桅滋。

在使用虛基類的時候

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