C++-带你初步走进继承(2)

简介: C++-带你初步走进继承(2)

5.继承与友元


友元关系不能继承,也就是说基类友元不能访问子类私有和保护成员。

class Student;
class Person
{
public:
  friend void Display(const Person& p, const Student& s);
protected:
  string _name="张三"; // 姓名
};
class Student : public Person
{
public:
  friend void Display(const Person& p, const Student& s);
protected:
  int _stuNum = 0; // 学号
};
void Display(const Person& p, const Student& s)
{
  cout << p._name<< endl;
  cout << s._stuNum << endl;
}
int main()
{
  Person p;
  Student s;
  Display(p, s);
  return 0;
}

1d37430072e04e6c852ed094b590aab8.png

也就是说,基类的友元不是派生类的友元,如果想让派生类也可以使用这个函数,就需要在派生类的内部声明这个友元函数,否则访问不了派生类的成员。


6. 继承与静态成员


基类定义了 static 静态成员,则整个继承体系里面只有一个这样的成员 。无论派生出多少个子

类,都只有一个 static 成员实例 。

如果基类存在一个静态成员,那么派生类不会生成此成员的拷贝,因为静态成员变量在静态区,不在对象里面。但是此成员也会被继承下来,派生类可以访问,也就是说这个成员是同一个成员。

class Person
{
public:
  Person() { ++_count; }
protected:
  string _name; // 姓名
public:
  static int _count; // 统计人的个数。
};
int Person::_count = 0;
class Student : public Person
{
protected:
  int _stuNum; // 学号
};
int main()
{
  Person p;
  Student s1;
  Student s2;
  Student s3;
  cout << " 人数 :" << Person::_count << endl;
  Student::_count = 0;
  cout << " 人数 :" << Person::_count << endl;
  return 0;
}

389c3af734324d2fbe622950fb07db94.png

上面这段代码的作用就是统计个数,因为派生类的对象在实例化时一定会调用基类的构造函数,所以这个_count就会++,并且是同一个_count。


7.复杂的菱形继承及菱形虚拟继承

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

1bb3361206cb411484329b55101c2ace.png

多继承:一个子类有两个或以上直接父类时称这个继承关系为多继承

a4ff5aa70c2b4634a90b8a58f2bf041b.png

菱形继承:菱形继承是多继承的一种特殊情况。

dd50430ec0f14535ad7ab823a768d794.png


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
};

当我实例化了一个Assistant对象时,再访问成员变量_name就会报错,因为_name有两份,一份是Teacher的,一份是Student的.


菱形继承的问题:从下面的对象成员模型构造,可以看出菱形继承有数据冗余和二义性的问题。

在 Assistant 的对象中 Person 成员会有两份。

138cd0adfa544e1382bdfbb5080db407.png

下面这个是正确用法。

e1b4e345933245c199727b1f6ed0d87b.png

虚拟继承可以解决菱形继承的二义性和数据冗余的问题。如上面的继承关系,在 Student 和

Teacher 的继承 Person 时使用虚拟继承,即可解决问题。需要注意的是,虚拟继承不要在其他地

方去使用。

使用虚继承之后这个_name就是一份了,不存在二义性的问题。

c6ab67d0fa94440abd1944294b9ee5a9.png


8.继承的总结和反思


1. 很多人说 C++ 语法复杂,其实多继承就是一个体现。有了多继承 ,就存在菱形继承,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多继承,一定不要设

计出菱形继承。否则在复杂度及性能上都有问题。

2. 多继承可以认为是 C++ 的缺陷之一,很多后来的 OO 语言都没有多继承,如 Java 。

3. 继承和组合

public 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。

组合是一种 has-a 的关系。假设 B 组合了 A ,每个 B 对象中都有一个 A 对象。

优先使用对象组合,而不是类继承 。

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

内部细节对子类可见 。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关系很强,耦合度高。

对象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。

实际尽量多去用组合。组合的耦合度低,代码维护性好。不过继承也有用武之地的,有

些关系就适合继承那就用继承,另外要实现多态,也必须要继承。类之间的关系可以用

继承,可以用组合,就用组合。


今天的分享到这里就结束了,感谢大家的阅读!

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