将派生类赋值给基类,即向上转型。在C/C++中数据类型转换的前提是,编译器知道如何对数据进行取舍。类其实也是一种数据类型,也可以发生数据类型转换,不过这种转换只有在基类和派生类之间才有意义,并且只能将派生类赋值给基类,包括将派生类对象赋值给基类对象、将派生类指针赋值给基类指针、将派生类引用赋值给基类引用,这在 C++ 中称为向上转型(Upcasting)。相应地,将基类赋值给派生类称为向下转型(Downcasting)。
向上转型非常安全,可以由编译器自动完成;向下转型有风险,需要程序员手动干预。
1、将派生类对象赋值给基类对象
赋值的本质是将现有的数据写入已分配好的内存中,对象的内存只包含了成员变量,所以对象之间的赋值是成员变量的赋值,成员函数不存在赋值问题。因此就算将派生类的值赋给基类,若此时调用成员函数,仍旧调用的是基类的成员函数。换句话说,对象之间的赋值不会影响成员函数,也不会影响 this 指针。
将派生类对象赋值给基类对象时,会舍弃派生类新增的成员。这种转换关系是不可逆的,只能用派生类对象给基类对象赋值,而不能用基类对象给派生类对象赋值。理由很简单,基类不包含派生类的成员变量,无法对派生类的成员变量赋值。同理,同一基类的不同派生类对象之间也不能赋值。
2、将派生类指针赋值给基类指针
除了可以将派生类对象赋值给基类对象(对象变量之间的赋值),还可以将派生类指针赋值给基类指针(对象指针之间的赋值)。与对象变量之间的赋值不同的是,对象指针之间的赋值并没有拷贝对象的成员,也没有修改对象本身的数据,仅仅是改变了指针的指向。
2.1 通过基类指针访问派生类的成员
将派生类指针赋值给基类指针时,通过基类指针只能使用派生类的成员变量,但不能使用派生类的成员函数。赋值之后,基类的指针指向了派生类的对象,即使得隐式指针this发生了变化,指向了派生类的对象,因此若调用成员函数,使用的是派生类对象中的成员变量。编译器虽然通过指针的指向来访问成员变量,但是却不通过指针的指向来访问成员函数:编译器通过指针的类型来访问成员函数。因此将派生类指针赋值给基类指针,使用的是派生类的成员变量,调用的成员函数是基类的成员函数。
概括起来说就是:编译器通过指针来访问成员变量,指针指向哪个对象就使用哪个对象的数据;编译器通过指针的类型来访问成员函数,指针属于哪个类的类型就使用哪个类的函数。
3、将派生类引用赋值给基类引用
引用在本质上是通过指针的方式实现的。与指针一样,虽然使用了派生类对象的成员变量,但是却没有使用派生类的成员函数。最后需要注意的是:向上转型后通过基类的对象、指针、引用只能访问从基类继承过去的成员(包括成员变量和成员函数),不能访问派生类新增的成员。