23.C++- 继承的多种方式、显示调用父类构造函数、父子之间的同名函数、virtual虚函数
上章链接: 22.C++- 继承与组合,protected访问级别
继承方式
继承方式位于定义子类的”:”后面,比如:
class Line : public Object //继承方式是public {
};
继承方式默认为private
在C++中,继承方式共有3种:
public继承
-指父类的成员(变量和函数)访问级别,在子类中保持不变
private继承
-指父类的成员,在子类中变为private私有成员.
-也就是说子类无法访问父类的所有成员
protected继承
-指父类的public成员 ,在子类中变为protected保护成员,其它成员级别保持不变
如下图所示:
注意: protected继承只针对子类有效
比如当父类是protected继承时,则子类的子类就无法访问父类的所有成员
一般而言,C++项目只用到public继承
显示调用父类构造函数
- 当我们创建子类对象时,编译器会默认调用父类无参构造函数
- 若有子类对象,也会默认调用子类对象的无参构造函数。
比如以下代码:
class StrA { public: StrA() { cout<<"StrA()"<<endl; } StrA(string s) { cout<<"StrA(string s):"<<s<<endl; } }; class StrB : public StrA { public: StrB(string s) { cout<<"StrB(int i):"<<s<<endl; } }; int main() { StrB b("123"); return 0; }
编译运行:
StrA() //父类无参构造函数 StrB(int i):123
也可以通过子类构造函数的初始化列表来显示调用
接下来,修改上面子类的StrB(string s)函数,通过初始化列表调用StrA(string s)父类构造函数
改为:
StrB(string s): StrA(s) { cout<<"StrB(int i):"<<s<<endl; }
运行打印:
StrA(string s):123 StrB(int i):123
父子间的同名成员和同名函数
- 子类可以定义父类中的同名成员和同名函数
- 子类中的成员变量和函数将会隐藏父类的同名成员变量和函数
- 父类中的同名成员变量和函数依然存在子类中
- 通过作用域分辨符(::)才可以访问父类中的同名成员变量和函数
比如:
class Parent{ public: int mval; Parent() { mval=1000; }
void add(int i) { mval+=i; } }; class Child : public Parent { public: int mval; Child() { mval=100; } void add(int i,int j) { mval+=i+j; } };
在main()函数执行:
Child c; //c. add(10); //该行会报错,由于子类有add函数,所以编译器会默认在子类里寻找add(int i); c.Parent::add(10); //该行正确,执行父类的成员函数 c.add(2,3); cout<<"Child.mval="<<c.mval<<endl; cout<<"Parent.mval="<<c.Parent::mval<<endl;
打印:
Child.mval=105 Parent.mval=1010
从打印结果看到,父类和子类之间的作用域是不同的, 所以执行父类的同名成员变量和函数需要作用域分辨符(::)才行
父子间的兼容
以上示例的Parent父类Child子类为例
- 子类对象可以直接赋值给父类对象使用,比如: Parent p; Child c; p=c;
- 子类对象可以初始化父类对象,比如: Parent p1(c);
- 父类引用可以直接引用子类对象,比如: Parent& p2 =c; //p2是c对象的别名
- 父类指针可以直接指向子类对象,比如: Parent* p3=&c;
其实是编译器是将子类对象退化为了父类对象, 从而能通过子类来赋值初始化父类
所以上述的父类对象(包括指针/引用)也只能访问父类中定义的成员.
如果父类对象想访问子类的成员,只能通过强制转换,将父类对象转为子类类型
示例1,通过C方式转换:
Child c; Parent* p3=&c; Child *c2 = (Child*)p3;
示例2,通过static_cast转换:
Child c; Parent* p3=&c; Child *c2 = (static_cast*)<Child*>(p3);
虚函数
实现多态性,通过指向子类的父类指针或引用,可以访问子类中同名覆盖成员函数
首先参考下面,没有虚函数的示例:
class Parent { int i; public: void example() { cout<<"class Parent"<<endl; } }; class Child : public Parent { int j; public: void example() { cout<<"class Child"<<endl; } }; void print(Parent* p) { p->example(); } int main() { Parent t; Child c; print(&t); print(&c); cout<<"SIZEOF Parent:"<<sizeof(t)<<endl; cout<<"SIZEOF Child:"<<sizeof(c)<<endl;
}
运行打印:
class Parent class Parent SIZEOF Parent:4 SIZEOF Child:8
从结果看出,即使example函数的指针p指向了Child c,也只能调用父类的example(),无法实现多态性.
所以C++引入了虚函数概念,根据指针指向的对象类型,来执行不同类的同名覆盖成员函数,实现不同的形态
定义: 在父类成员函数的返回值前面,通过virtual关键字声明,这样便能访问子类中的同名成员函数了
接下来将上个示例的父类成员函数example()改写为虚函数:
virtual void print() //将父类的成员函数定为虚函数 { cout<<"class Parent"<<endl; }
运行打印:
class Parent class Child SIZEOF Parent:8 SIZEOF Child:12
可以发现,父类和子类的长度都增加了4字节,这4个字节就是用来指向“虚函数表”的指针,编译器便会更据这个指针来执行不同类的虚函数,实现多态性.
虚析构函数
-在使用基类指针指向派生类对象时用到
-通过基类析构函数可以删除派生类对象
示例
#include <iostream> using namespace std; class Base { public: Base() { cout << "Base()" << endl; } virtual ~Base() { cout << "~Base()" << endl; } }; class Derived : public Base { public: Derived() { cout << "Derived()" << endl; } ~Derived() { cout << "~Derived()" << endl; } }; int main() { Base* p = new Derived(); // ... delete p; return 0; }
运行打印:
Base() Derived() ~Derived() ~Base()
可以发现,由于基类的析构函数是虚函数,所以我们delete基类指针时,派生类也跟着调用了析构函数,从而避免了内存泄漏,也能满足使用dynamic_cast强制转换了
一般而言,虚构造函数只有在继承下才会被使用,单个类是不会使用虚构函数的,因为虚函数表会产生额外的空间
注意:构造函数不能成为虚函数,因为虚函数表是在构造函数执行后才会进行初始化
人间有真情,人间有真爱。