《21天学通C++》（第十章）实现继承（2）

本文主要是介绍《21天学通C++》（第十章）实现继承（2），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

1.构造顺序

提问一： 当创建派生类的对象时，是先调用派生类的构造函数？还是先调用基类的构造函数呢？
提问二： 当创建派生类的对象后，派生类对象的成员属性是在调用函数前实例化？还是调用后实例化呢？

当创建一个派生类的对象时，构造函数的调用顺序遵循特定的规则，以确保所有基类成员和成员对象都被正确地初始化。以下是构造顺序：
①基类构造： 若存在多个直接基类，它们将按照继承列表中的顺序被构造。
②成员对象： 在所有直接基类构造函数执行完毕后，派生类中的成员对象（非静态）按照它们在类定义中声明的顺序被构造。
③派生类构造 派生类自己的构造函数体执行。

示例如下：

#include <iostream>
using namespace std;class Base1 {
public:Base1() { cout << "Base1 constructor called." << endl; }
};class Base2 {
public:Base2() { cout << "Base2 constructor called." << endl; }
};class Derived : public Base1, public Base2 {
public:Derived() { cout << "Derived constructor called." << endl; }
};int main() {Derived d; // 构造Derived对象system("pause");return 0;
}

输出结果是：

Base1 constructor called.
Base2 constructor called.
Derived constructor called.

这个例子中，Derived类有两个直接基类Base1和Base2。构造顺序如下：

1. Base1的构造函数首先被调用。
2. Base2的构造函数。
3. Derived类中的成员对象（如果有的话）。
4. Derived自己的构造函数体。

2.析构顺序

析构顺序即资源被释放的顺序，刚好和构造顺序相反
①派生类析构 ②成员对象析构 ③基类析构
示例代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;class Base1 {
public:Base1() { cout << "Base1 constructor called." << endl; }~Base1() { cout << "Base1 destructor called." << endl; }
};class Base2 {
public:Base2() { cout << "Base2 constructor called." << endl; }~Base2() { cout << "Base2 destructor called." << endl; }
};class Derived : public Base1, public Base2 {
public:Derived() { cout << "Derived constructor called." << endl; }~Derived() { cout << "Derived destructor called." << endl; }
};int main() {{Derived d; // 构造Derived对象} // d对象作用域结束，开始析构system("pause");return 0;
}

输出结果为：

Base1 constructor called.
Base2 constructor called.
Derived constructor called.
Derived destructor called.
Base2 destructor called.
Base1 destructor called.

在这个例子中，析构函数的调用顺序如下：

1. Derived的析构函数首先被调用。
2. Derived中的成员对象（如果有的话）的析构函数，按照它们声明的逆序。
3. Base2的析构函数，因为它在继承列表中位于Base1的右边。
4. Base1的析构函数。

PS：右边是指派生类继承列表的顺序

class Derived : public Base1, public Base2{}

Base2就是在右边

3.私有继承

私有继承是一种继承方式，它使得基类中的公有成员（public）和保护成员（protected）在派生类中变为私有成员（private），继承时使用关键字private即：

1. 基类的公有和保护成员在派生类中不可直接访问，但可以在派生类的成员函数中使用。
2. 私有继承通常用于实现细节的隐藏，将基类作为辅助实现，而不是作为接口的一部分。

示例代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;class Base {
public:Base() { cout << "Base constructor called." << endl; }void publicFunc() { cout << "Public function of Base." << endl; }
};class Derived : private Base {//私有继承
public:// 可以提供一个公有函数来调用基类的公有函数void accessPublicFunc() { publicFunc(); }// 派生类的构造和析构Derived() { cout << "Derived constructor called." << endl; }
};int main() {Derived d;d.accessPublicFunc(); // 正确：通过派生类提供的接口访问基类公有函数// d.publicFunc(); // 错误：在派生类中，基类的公有成员是私有的system("pause");return 0;
}

3.保护继承

保护继承是一种继承方式，当一个类使用保护继承时，基类中的公有成员（public）和保护成员（protected），继承时使用关键字protected，即：

1. 不能被派生类的对象直接访问调用
2. 可以在派生类的成员函数和友元函数中访问。
3. 派生类的派生类（即基类的更远派生类）也可以将这些保护成员视为保护成员。

示例代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;class Base {
public:int publicVar;
protected:int protectedVar;
};class Derived : protected Base {// 基类中的publicVar和protectedVar现在都是保护成员
};int main() {Derived d;// d.publicVar = 10; // 错误：publicVar现在是保护成员，不能在Derived对象中直接访问// d.protectedVar = 20; // 错误：同样，不能直接访问system("pause");return 0;
}

4.保护继承和私有继承的异同点

相同点：

1.实现细节隐藏：保护继承和私有继承都用于隐藏基类的实现细节，防止派生类外部直接访问基类的成员。
2.基类成员不可直接访问：无论是保护继承还是私有继承，基类中的公有成员都不能在派生类的对象中直接访问。
3.派生类成员函数访问权限：在派生类中，无论是保护继承还是私有继承，派生类的成员函数都可以访问从基类继承来的成员。

不同点：

访问权限：

保护继承：基类的公有成员变为派生类的保护成员，保护成员保持为保护。
私有继承：基类的公有成员和保护成员都变为派生类的私有成员。

对派生类派生类的可见性：

保护继承：在派生类的派生类中，基类的公有和保护成员都是保护成员，可以被派生类的派生类访问。
私有继承：在派生类的派生类中，基类的公有和保护成员都是私有成员，不能被派生类的派生类直接访问，除非派生类提供了访问这些成员的公有或保护接口。

设计意图：

保护继承：通常用于表示“我可以被继承，但我的公有成员不应该被直接用作你的接口的一部分”。
私有继承：通常用于实现细节的隐藏，表示“我被继承仅用于实现，我的接口不应该被暴露”。

友元关系：

保护继承：基类的友元在派生类中可能仍然保持友元关系，这取决于具体的实现和友元声明的上下文。
私有继承：基类的友元在派生类中不再是友元，因为所有继承的成员都变为私有。

构造和析构：

无论是保护继承还是私有继承，基类的构造函数和析构函数仍然可以被派生类的对象调用，以完成对象的构造和析构。

5.切除问题

切除问题（Pruning）指的是当通过基类指针或引用访问派生类对象时，无法访问派生类中新增的成员或重写的方法。

示例代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;class Base {
public:virtual void show() { cout << "Base show" << endl; }
};class Derived : public Base {
public:void show() override { cout << "Derived show" << endl; }void derivedOnly() { cout << "Only in Derived" << endl; }// 新增的方法
};void someFunction(Base& baseRef) {baseRef.show(); // 可正确调用// baseRef.derivedOnly(); // 错误：无法通过基类引用访问 Derived 的特有成员
}int main() {Derived d;someFunction(d); // 通过基类引用传递派生类对象system("pause");return 0;
}

在这个例子中，尽管someFunction接收的是Base类型的指针，实际上传入的是Derived类型的对象。但是，由于基类指针的限制，我们无法通过它来访问Derived类特有的成员derivedOnly，这就是切除问题。

6.多继承

指一个派生类可以同时从多个基类继承属性和方法的能力，这使得派生类可以组合来自多个基类的特性。

示例代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;// 基类：动物（Animal）
class Animal {
public:virtual void makeSound() { cout << "Animal sound" << endl; }
};// 基类：鸟类（Bird）
class Bird : public Animal {
public:void makeSound() override { cout << "Bird chirp" << endl; } // 鸟类特有的叫声void fly() { cout << "Bird is flying" << endl; } // 鸟类特有的飞行行为
};// 基类：狗类（Dog）
class Dog : public Animal {
public:void makeSound() override { cout << "Dog bark" << endl; } // 狗类特有的叫声void run() { cout << "Dog is running" << endl; } // 狗类特有的奔跑行为
};// 派生类：鸡类（Chicken），它同时继承自动物（Animal）和鸟类（Bird）
class Chicken : public Bird, public Dog {
public:// 鸡类可以重写或添加新的行为void makeSound() override { cout << "Chicken cluck" << endl; } // 鸡类特有的叫声void layEgg() { cout << "Chicken is laying an egg" << endl; } // 鸡类特有的下蛋行为
};int main() {Chicken myChicken;myChicken.makeSound(); // 调用鸡类的makeSound，输出 "Chicken cluck"myChicken.fly();        // 调用鸟类的fly，输出 "Bird is flying"myChicken.run();        // 调用狗类的run，输出 "Dog is running"myChicken.layEgg();     // 调用鸡类特有的layEgg，输出 "Chicken is laying an egg"system("pause");return 0;
}