C++多继承
2016-06-06 18:56
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1.继承的三种方式:
公有继承(public),私有继承(private),保护继承(protected)
三种继承方式的说明,如下表所示:
2.什么是多继承
一个类有多个基类,那么这种继承关系就叫做多继承。
比如有两个类,服务员类Waiter,歌手类Singer,我们有一个类既是服务员,又是歌手,
那么我们可以定义类的多继承关系如下:
3.使用多继承会带来哪些问题
多继承比单继承复杂,也更容易出现问题,因此我们不建议使用多继承。
多继承的两个主要问题是:
1)从两个不同的基类,继承同名方法
如下例所示:
编译器不知道该调用哪个基类的work方法,所以会报singerWaiter.work();不明确错误。
2)从多个基类间接继承同一个类的多个实例
如下例所示:
会报错Worker *pw = &singerWaiter;基类Worker不明确。
这是因为SingerWaiter对象创建时,会分别调用Waiter类和Singer类的构造函数,
Waiter类和Singer类又会分别调用Worker类的构造函数,生成了两份Worker类的实例,
所以pw指针,不知道该指向哪一份Worker实例。
4.如何解决多继承带来的问题
对于问题一,我们在调用时,需要明确指出具体要调用哪个类的方法,如下所示:
对于问题二,我们引入了虚基类的概念。如下所示:
我们在子类继承时,声明一个virtual关键字,这时,就表明基类Worker是一个虚基类。
实例化SingerWaiter时产生的Waiter对象和Singer对象,共享一个基类Worker对象。
5.使用虚基类需要注意的问题
我们知道继承关系中,类的构造函数具有传递性,如以下代码所示:
输出结果为: 3 2 1
调用C的构造函数,则B,A构造函数都将使用传入的参数进行初始化。
我们再看使用虚基类的情况:
输出结果为: 0 2 1
说明A并没有使用传入的参数进行初始化,
这是因为在虚基类中,我们假想会有多个子类向虚基类传递参数,为了避免这种情况,
在虚基类的情况下,禁止了子类C使用中间类B向虚基类A传递参数,此时调用的是A的默认构造函数。
那么我们该如何使用参数,初始化虚基类呢?
答案是我们可以在子类C中,直接调用虚基类A的构造函数进行初始化,如以下代码所示:
输出结果为: 3 2 1
跳过中间类,直接调用基类的构造函数,这种方式只适合虚基类。
在非虚基类中会报错“不允许使用间接非虚拟基类”。
参考资料:《C++ Primer.Plus》 pp.551-567
公有继承(public),私有继承(private),保护继承(protected)
三种继承方式的说明,如下表所示:
特征 | 公有继承 | 保护继承 | 私有继承 |
公有成员变成 | 派生类的公有成员 | 派生类的保护成员 | 派生类的私有成员 |
保护成员变成 | 派生类的保护成员 | 派生类的保护成员 | 派生类的私有成员 |
私有成员变成 | 只能通过基类接口访问 | 只能通过基类接口访问 | 只能通过基类接口访问 |
能否隐式向上转换 | 是 | 是 | 否 |
一个类有多个基类,那么这种继承关系就叫做多继承。
比如有两个类,服务员类Waiter,歌手类Singer,我们有一个类既是服务员,又是歌手,
那么我们可以定义类的多继承关系如下:
class Waiter {}; class Singer {}; class SingerWaiter:public Waiter,public Singer {};
3.使用多继承会带来哪些问题
多继承比单继承复杂,也更容易出现问题,因此我们不建议使用多继承。
多继承的两个主要问题是:
1)从两个不同的基类,继承同名方法
如下例所示:
class Waiter { public: void work(){std::cout<<"Service"<<std::endl;} }; class Singer { public: void work(){std::cout<<"Sing"<<std::endl;} }; class SingerWaiter:public Waiter,public Singer {}; int main() { SingerWaiter singerWaiter; singerWaiter.work(); return 0; }
编译器不知道该调用哪个基类的work方法,所以会报singerWaiter.work();不明确错误。
2)从多个基类间接继承同一个类的多个实例
如下例所示:
class Worker {}; class Waiter:public Worker {}; class Singer:public Worker {}; class SingerWaiter:public Waiter,public Singer {}; int main() { SingerWaiter singerWaiter; Worker *pw = &singerWaiter; return 0; }
会报错Worker *pw = &singerWaiter;基类Worker不明确。
这是因为SingerWaiter对象创建时,会分别调用Waiter类和Singer类的构造函数,
Waiter类和Singer类又会分别调用Worker类的构造函数,生成了两份Worker类的实例,
所以pw指针,不知道该指向哪一份Worker实例。
4.如何解决多继承带来的问题
对于问题一,我们在调用时,需要明确指出具体要调用哪个类的方法,如下所示:
int main() { SingerWaiter singerWaiter; singerWaiter.Waiter::work();//调用Waiter类的方法 singerWaiter.Singer::work();//调用Singer类的方法 return 0; }
对于问题二,我们引入了虚基类的概念。如下所示:
class Worker {}; class Waiter:virtual public Worker {}; class Singer:virtual public Worker {}; class SingerWaiter:public Waiter,public Singer {}; int main() { SingerWaiter singerWaiter; Worker *pw = &singerWaiter; return 0; }
我们在子类继承时,声明一个virtual关键字,这时,就表明基类Worker是一个虚基类。
实例化SingerWaiter时产生的Waiter对象和Singer对象,共享一个基类Worker对象。
5.使用虚基类需要注意的问题
我们知道继承关系中,类的构造函数具有传递性,如以下代码所示:
class A { private: int a; public: A(int n=0):a(n){} int get(){return a;} }; class B:public A { private: int b; public: B(int m=0,int n=0):A(n),b(m){} int get(){return b;} }; class C:public B { private: int c; public: C(int q=0,int m=0,int n=0):B(m,n),c(q){} int get(){return c;} void Show() { std::cout<<A::get()<<" "<<B::get()<<" "<<C::get()<<std::endl; } }; int main() { C c(1,2,3); c.Show(); return 0; }
输出结果为: 3 2 1
调用C的构造函数,则B,A构造函数都将使用传入的参数进行初始化。
我们再看使用虚基类的情况:
class A { private: int a; public: A(int n=0):a(n){} int get(){return a;} }; class B:virtual public A { private: int b; public: B(int m=0,int n=0):A(n),b(m){} int get(){return b;} }; class C:public B { private: int c; public: C(int q=0,int m=0,int n=0):B(m,n),c(q){} int get(){return c;} void Show() { std::cout<<A::get()<<" "<<B::get()<<" "<<C::get()<<std::endl; } }; int main() { C c(1,2,3); c.Show(); return 0; }
输出结果为: 0 2 1
说明A并没有使用传入的参数进行初始化,
这是因为在虚基类中,我们假想会有多个子类向虚基类传递参数,为了避免这种情况,
在虚基类的情况下,禁止了子类C使用中间类B向虚基类A传递参数,此时调用的是A的默认构造函数。
那么我们该如何使用参数,初始化虚基类呢?
答案是我们可以在子类C中,直接调用虚基类A的构造函数进行初始化,如以下代码所示:
class A { private: int a; public: A(int n=0):a(n){} int get(){return a;} }; class B:virtual public A { private: int b; public: B(int m=0,int n=0):A(n),b(m){} int get(){return b;} }; class C:public B { private: int c; public: C(int q=0,int m=0,int n=0):A(m),B(m,n),c(q){} int get(){return c;} void Show() { std::cout<<A::get()<<" "<<B::get()<<" "<<C::get()<<std::endl; } }; int main() { C c(1,2,3); c.Show(); return 0; }
输出结果为: 3 2 1
跳过中间类,直接调用基类的构造函数,这种方式只适合虚基类。
在非虚基类中会报错“不允许使用间接非虚拟基类”。
参考资料:《C++ Primer.Plus》 pp.551-567
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