继承和多态一（转）

第3章 继承与多态

面向对象的三大特征：封装，继承，多态。

3.1 继承

3.1.1 继承的概念

注意： 
1. 基类的构造函数、拷贝构造函数和析构函数不可以被继承。 
2. 派生类继承了基类的全部数据成员和除了构造、析构函数之外的所有成员函数。派生类对于基类成员的继承是没有选择的，不能选择接收或舍弃基类中的某些成员。 
3. 派生类中除了与基类同名的成员外还可以添加新成员，用于实现新功能，保证派生类的功能在基类的基础上的发展。 
4. 多个派生类可以继承自一个基类。 
5. C++中可以通过派生形成类的层次结构，即一个基类可以是另一个更高层次类的派生类，而另一个派生类也可以继续产生派生类。

3.1.2 继承权限

总结出不同情况下的访问权限：

注意虽然继承的方法分为公有继承、私有继承、保护继承，默认为private（这一点也是class和struct的区别，struct默认是public继承），但不管哪种继承，派生类仅可以访问基类中所有的非私有成员，但我们可以通过基类的公有和保护成员访问它的私有成员，这是封装的重要概念，同时达到了数据抽象的效果。

（1）公有继承：基类的公有也是派生类的公有，基类的保护也是派生类的保护，基类的私有不能继承；

（2）私有继承：基类的公有和保护成为派生类的私有成员；

（3）保护继承：基类的公有和保护成为派生类的保护成员；

3.1.3 派生类操作基类对象的四种方法

1.派生类对象可以向基类对象赋值。（单项的，不可逆） 
2.派生类对象可以替代基类对象向基类对象的引用进行赋值或初始化。

ClassA obj_a;
ClassB obj_b;
ClassA &refa = obj_a;//可以将这一行改为 ClassA &refa = obj_b; 

3.如果函数的参数是基类对象或基类对象的引用，函数调用时的实参可以是派生类对象。

void func(ClassA &ref)
{
    cout<<ref.num<<endl;
}

在调用func()函数时可以用派生类ClassB的对象obj_b作实参：

func(obj_b);

4.派生类对象的地址可以赋值给基类指针变量。

3.2 派生类

3.2.1 构造函数

派生类中定义带参数构造函数的形式如下所示：

派生类名::派生类构造函数名（参数列表）:基类构造函数名（基类构造函数参数表）
{
    派生类新增成员的初始化语句
}

3.2.2 析构函数

若派生类中没有显式的定义析构函数，编译系统会提供一个默认的析构函数。显式定义中，对象生命周期结束时会先调用派生类的析构函数，再调用基类的析构函数。

3.2.3 隐藏基类函数

派生类中重新定义基类同名函数的方法，称为对基类函数的覆盖或改写，覆盖后基类同名函数在派生类中被隐藏。定义派生类对象调用该函数时，调用的是自身的函数，基类同名函数不被调用。

3.3 多重继承

3.3.1 声明多重继承的方式

class 派生类名:继承方式 基类1名称，继承方式 基类2名称，...
{
    public:
        新增加的公有成员
    protected：
        新增加的保护成员
    private：
        新增加的私有成员
}

3.3.2 多重继承派生类的构造函数

定义：

派生类名::派生类构造函数名（参数总表）:基类1构造函数名（参数表1）,基类2构造函数名（参数表2）,...
{
    派生类构造函数体
}

假如派生类是多重继承，并且新增数据成员有一个或多个对象成员，那么派生类需要初始化的数据有三部分：继承的数据成员、新增类的数据成员、新增普通成员。 
这种复杂派生类定义：

派生类名::派生类构造函数名（参数总表）:基类1构造函数名（参数表1）,基类2构造函数名（参数表2）,...子对象名1（参数表n）,子对象名2（参数表n+1）
{
    派生类构造函数体
}

派生类构造函数调用顺序： 
首先，调用基类构造函数。 
其次，调用对象成员的构造函数。 
最后，调用派生类的构造函数。

3.3.3 多重继承引起的二义性

1. 调用不同基类中的同名成员时产生的二义性 
   消除方法： 
   （1）使用作用域限定符 
   （2）派生类中定义与基类同名函数，将基类函数隐藏
2. 派生类中访问公有成员时产生二义性

3.3.4 虚基类

在多重继承中，若一个类声明为虚基类，则能保证一个派生类间接地多次继承该类时，派生类中只继承该基类的一份成员，避免了派生类中访问公共基类公有属性多份拷贝的二义性，其效果等同于将基类函数隐藏的方法（上文3.3.3和3.2.3）。 
定义：

class 派生类名:virtual 继承方式  基类名
{
    派生类成员
};

3.4 多态

3.4.1 多态性概念

3.4.2 虚函数

虚函数是运行时多态，若某个基类函数声明为虚函数，则其公有派生类将定义与其基类虚函数原型相同的函数，这时，当使用基类指针或基类引用操作派生类对象时，系统会自动用派生类中的同名函数代替基类虚函数。 
声明形式：

class 类名
{
    virtual 函数返回值类型  函数名（参数表）
}

1. 一般虚函数成员 
   带有虚函数时，C++编译器的操作步骤： 
   （1）为各个类建立虚函数列表，若无虚函数则不操作。 
   （2）暂不连接虚函数，只是将各个虚函数地址放入虚函数表。 
   （3）连接各静态函数。
2. 虚析构函数

3.4.3 纯虚函数

在定义一个表示抽象概念的类时，有时无法或者不需要给出某些成员函数的具体实现，函数的实现在派生类中完成，基类中这样的函数声明为纯虚函数。 
与虚函数相比，纯虚函数没有函数体，其作用是在基类中为派生类保留一个接口，方便派生类根据需要对它实现，实现多态。 
声明形式：

virtual 函数返回值类型  函数名（参数表）= 0 ； 

3.5 抽象类与内部类

3.5.1 抽象类

如果一个类中至少包含一个纯虚函数，则该类成为抽象类，因此抽象类是基于纯虚函数的。 
定义形式：

class 类名
{
    public:
    virtual 函数返回值类型  函数名（参数表）= 0;
    其他函数声明
}

3.5.2 内部类

class 外部类名
{
    外部类成员；
访问限定符：
    class 内部类名
    {
        内部类成员
    };
};