继承与友元
这里还是记住一点就好 友元关系不可以继承
比如说
class Student; class Person { public: friend void Display(const Person& p, const Student& s); protected: string _name; // 姓名 }; class Student : public Person { protected: int _stuNum; // 学号 }; void Display(const Person& p, const Student& s) { cout << p._name << endl; cout << s._stuNum << endl; } void main() { Person p; Student s; Display(p, s); }
我们这里Display函数不能访问student
要想访问的话必须要在student中也声明友元
class Student : public Person { public: //声明Display是Student的友元 friend void Display(const Person& p, const Student& s); protected: int _id; //学号 };
这个时候我们就可以使用dis函数访问它们的内容了
继承与静态成员
我们都知道 静态变量是储存在静态区里面的 那么不管我们派生出多少个子类 实际上它们的静态变量储存地址都是一样的
我们可以使用下面的代码来证明
class person { public: static int _count ; }; int person::_count = 0; class student :public person { public: void test() { _count++; } };
我们试着调用子类中的函数让_count++
之后打印子类和父类中的_count看看是不是都是1
继承方式
单继承
单继承：一个子类只有一个直接父类时称这个继承关系为单继承。
比如下面这种方式
多继承
多继承：一个子类有两个或两个以上直接父类时称这个继承关系为多继承。
比如说下面这样子
菱形继承
菱形继承：菱形继承是多继承的一种特殊情况。
从上面的图我们不难看出 菱形继承一定存在着数据冗余和二义性的问题
比如说我们来看下面的代码
class Person { public: string _name; //姓名 }; class Student : public Person { protected: int _num; //学号 }; class Teacher : public Person { protected: int _id; //职工编号 }; class Assistant : public Student, public Teacher { protected: string _majorCourse; //主修课程 }; int main() { Assistant a; a._name = "peter"; //二义性：无法明确知道要访问哪一个_name return 0; }
我们运行上面的代码之后就会发生一个这样子的问题
对于二义性问题 我们可以通过指定作用域来解决
Assistant a; a.Student::_name = "peter"; a.Teacher::_name = "peter2";
但是数据冗余的问题缺一定解决不了 如下图
这个时候就轮到我们的虚继承出场了
菱形的虚拟继承
这种继承方式就是为了专门解决菱形继承的二义性还有数据冗余问题被发明出来的
我们只需要在上面的继承方式前加上这段代码
class Person { public: string _name; //姓名 }; class Student : virtual public Person //虚拟继承 { protected: int _num; //学号 }; class Teacher : virtual public Person //虚拟继承 { protected: int _id; //职工编号 }; class Assistant : public Student, public Teacher { protected: string _majorCourse; //主修课程 }; int main() { Assistant a; a._name = "peter"; //无二义性 return 0; }
这个时候我们便发现不会报错了
此时 不管你是访问teacher还是student中的name 都是访问的一个地址
菱形虚拟继承的原理
我们首先看看 如果我们不适用菱形虚拟继承 那么这几个类在内存中会是怎么样分布的
class A { public: int _a; }; class B : public A { public: int _b; }; class C : public A { public: int _c; }; class D : public B, public C { public: int _d; }; int main() { D d; d.B::_a = 1; d.C::_a = 2; d._b = 3; d._c = 4; d._d = 5; return 0; }
接下来我们打开内存窗口
我们可以发现 它在内存中的分布是这样子的
（重点观察_a 两个a的地址不一样）
接下来我们看看虚继承会是什么样子的
#include <iostream> using namespace std; class A { public: int _a; }; class B : virtual public A { public: int _b; }; class C : virtual public A { public: int _c; }; class D : public B, public C { public: int _d; }; int main() { D d; d.B::_a = 1; d.C::_a = 2; d._b = 3; d._c = 4; d._d = 5; return 0; }
还是一样 我们来打开内存窗口
这个时候我们可以看到 _a被存放到了最后 而一开始存放_a的两个数据则被两个奇怪的数据代替了
实际上呢 这两个奇怪的数据就是指针
它们被叫做虚基表指针
分别指向一个虚基表 而我们通过虚基表则能够找到_a的地址
如下图
继承与组合
很多人都说C++语法复杂，其实多继承就是一个体现。有了多继承，就可能存在菱形继承，有了菱形继承就有菱形虚拟继承，底层实现就很复杂。所以一般不建议设计出菱形继承，否则代码在复杂度及性能上都容易出现问题，当菱形继承出问题时难以分析，并且会有一定的效率影响。
那么这个时候我们的组合就出现了
继承和组合的区别有什么呢？
继承是一种is-a的关系，也就是说每个派生类对象都是一个基类对象；而组合是一种has-a的关系，若是B组合了A，那么每个B对象中都有一个A对象。
比如说我们看下面的代码
车和保时捷就是一种is a的关系 我们可以说 保时捷是一辆车
所以说这种情况使用继承好一点
class Car { protected: string _colour; //颜色 string _num; //车牌号 }; class Porsche : public Car { ; };
但是呢 像车轮胎和保时捷 就是一种has a的关系了
我们只能说保时捷有车轮胎 不能说保时捷是车轮胎
class Tire { protected: string _brand; //品牌 size_t _size; //尺寸 }; class Car { protected: string _colour; //颜色 string _num; //车牌号 Tire _t; // 这里就使用了一个包含关系 };
若是两个类之间既可以看作is-a的关系，又可以看作has-a的关系，则优先使用组合。
继承允许你根据基类的实现来定义派生类的实现，这种通过生成派生类的复用通常被称为白箱复用(White-box
reuse)。术语“白箱”是相对可视性而言：在继承方式中，基类的内部细节对于派生类可见，继承一定程度破坏了基类的封装，基类的改变对派生类有很大的影响，派生类和基类间的依赖性关系很强，耦合度高。
组合是类继承之外的另一种复用选择，新的更复杂的功能可以通过组装或组合对象来获得。对象组合要求被组合的对象具有良好定义的接口，这种复用风格被称之为黑箱复用(Black-box reuse)，因为对象的内部细节是不可见的，对象只以“黑箱”的形式出现，组合类之间没有很强的依赖关系，耦合度低，优先使用对象组合有助于你保持每个类被封装。
实际中尽量多使用组合，组合的耦合度低，代码维护性好。不过继承也是有用武之地的，有些关系就适合用继承，另外要实现多态也必须要继承。若是类之间的关系既可以用继承，又可以用组合，则优先使用组合。
笔试面试题
什么是菱形继承？菱形继承的问题是什么？
菱形继承是多继承的一种特殊情况，两个子类继承同一个父类，而又有子类同时继承这两个子类，我们称这种继承为菱形继承。
菱形继承因为子类对象当中会有两份父类的成员，因此会导致数据冗余和二义性的问题。
什么是菱形虚拟继承？如何解决数据冗余和二义性？
菱形虚拟继承是指在菱形继承的腰部使用虚拟继承(virtual)的继承方式，菱形虚拟继承对于D类对象当中重复的A类成员只存储一份，然后采用虚基表指针和虚基表使得D类对象当中继承的B类和C类可以找到自己继承的A类成员，从而解决了数据冗余和二义性的问题。
继承和组合的区别？什么时候用继承？什么时候用组合？
1 继承是一种is-a的关系，而组合是一种has-a的关系。如果两个类之间是is-a的关系，使用继承；
2 如果两个类之间是has-a的关系，则使用组合；
3 如果两个类之间的关系既可以看作is-a的关系，又可以看作has-a的关系，则优先使用组合。
总结
本篇博客主要介绍了C++继承的一些相关知识
