目錄
前言
繼承
繼承是什么？
為什么會存在繼承？
語法：
一些基本的定義：
三種繼承方式：
對象模型
對于構(gòu)造和析構(gòu)的順序
同名函數(shù)的處理方式
總結(jié)：
靜態(tài)成員：
定義：
性質(zhì)：
共享數(shù)據(jù)?
編譯階段分配內(nèi)存
類內(nèi)聲明類外初始化
靜態(tài)成員函數(shù)
靜態(tài)成員函數(shù)與普通成員函數(shù)的區(qū)別：
靜態(tài)成員訪問：
多繼承
菱形繼承
菱形繼承會遇到的問題：
如何解決？
原理：
多態(tài)
多態(tài)分類：
靜態(tài)多態(tài)和動態(tài)多態(tài)區(qū)分：
靜態(tài)多態(tài)：(靜態(tài)綁定)
動態(tài)多態(tài)：(動態(tài)綁定)
動態(tài)多態(tài)實現(xiàn)：
引入：
那什么是虛函數(shù)？
虛函數(shù)的重寫？
多態(tài)實現(xiàn)代碼示例：
虛函數(shù)的動態(tài)綁定機(jī)制（面試經(jīng)常問的）
?重載、重定義、重寫的區(qū)別
純虛函數(shù)
抽象類：
那什么是接口繼承呢？
那正常的繼承叫做什么？
多態(tài)原理（工具觀察）：
虛析構(gòu)
語法：
原理：通過父類指針來釋放子類空間
純虛析構(gòu)
特點：
語法：
純虛析構(gòu)和虛析構(gòu)的共性與區(qū)別：
虛析構(gòu)和純虛析構(gòu)共性：
虛析構(gòu)和純虛析構(gòu)區(qū)別：
總結(jié)：
總結(jié)：
前言
這篇博客介紹相關(guān)c++繼承以及多態(tài)的內(nèi)容，在c++中屬于很重要的一個部分，請認(rèn)真學(xué)習(xí)(? ?_?)?
繼承
繼承是什么？
簡單從字面意思上來說就是繼承上一個事物的基本特點
準(zhǔn)確定義是：繼承是面向?qū)ο笕筇卣髦唬梢允沟米宇惥哂懈割惖膶傩院头椒?， 還可以在子類中重新定義 ，以及追加屬性和方法。
為什么會存在繼承？
假如要構(gòu)造兩個類——斑點貓和白貓，其中包含的行為有類對象的行為習(xí)慣等，而這兩個同屬于貓類，他們有很多相似的地方，如果沒有繼承，則需要重復(fù)性寫這一相似的內(nèi)容，一個兩個還好，如果多個類都有相似之處，繼承就是比較好的方式了。
語法：
class 子類名：繼承方式（public/private/protected）? 父類名
一些基本的定義：
基類：被繼承的類，又稱為“父類”
派生類：繼承其他類的類，又稱為“子類”
三種繼承方式：
公共繼承public:繼承父類的公共權(quán)限，則相應(yīng)的私有權(quán)限和保護(hù)權(quán)限也繼承過去，也是相應(yīng)的私有和保護(hù)權(quán)限
保護(hù)繼承protected:繼承父類的保護(hù)權(quán)限，則父類的公共權(quán)限到子類中變?yōu)楸Ｗo(hù)權(quán)限，而私有權(quán)限仍然是私有權(quán)限
私有繼承private:繼承父類的私有權(quán)限，父類中所有權(quán)限到子類中都是私有權(quán)限。
對象模型
這里創(chuàng)造兩個類，一個基類，一個派生類,B類繼承A類的公共權(quán)限
class A
class B
#include<iostream> using namespace std class A { public: int a; }; class B:public A { public: int b; };則它們在內(nèi)存中的分布是：
也就是說，派生類會繼承一份基類的成員，然后在旁邊創(chuàng)建自己的成員
對于構(gòu)造和析構(gòu)的順序
當(dāng)創(chuàng)建一個子類對象后，如果要初始化它，則哪一個類先構(gòu)造，哪一個類后構(gòu)造，程序結(jié)束時，誰先析構(gòu)?
誰的構(gòu)造函數(shù)先調(diào)用，誰的析構(gòu)函數(shù)先調(diào)用
代碼示例：
#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
A()
{
cout<<"A的構(gòu)造函數(shù)"<<endl;
}
~A()
{
cout<<"A的析構(gòu)函數(shù)"<<endl;
}
int m_a;
};
class B:public A
{
public:
B()
{
cout<<"B的構(gòu)造函數(shù)"<<endl;
}
~B()
{
cout<<"B的析構(gòu)函數(shù)"<<endl;
}
int m_b;
};
test1(){
B b;
}
int main()
{
test1();
system("pause");
return 0;
}?輸出結(jié)果為：
由此可見剛才問題的答案是：父類先構(gòu)造然后子類構(gòu)造，子類析構(gòu)再父類析構(gòu)
這個可以用雞生蛋來記——雞比它生的蛋要早出生，先有這只雞才有這個蛋，然后吃的時候，先吃蛋，再吃雞
同名函數(shù)的處理方式
對于基類和派生類的同名函數(shù)如何處理呢？換句話說當(dāng)調(diào)用這個同名函數(shù)時，真正會起作用的是哪一個函數(shù)呢？
我們來通過代碼看一看：
#include<iostream> using namespace std; class A { public: void speak() { cout<<"A會說話了"<<endl; } int m_a; }; class B:public A { public: void speak() { cout<<"B會說話了"<<endl; } int m_b; }; test1(){ B b; b.speak(); } int main() { test1(); system("pause"); return 0; }
通過代碼發(fā)現(xiàn)派生類調(diào)用同名函數(shù)，則調(diào)用派生類的同名函數(shù)
得出結(jié)論：
如果子類中出現(xiàn)和父類同名的成員函數(shù)，子類的同名成員會隱藏掉父類中所有同名成員函數(shù)
那么如何通過派生類調(diào)用基類的同名函數(shù)呢？
通過添加作用域? ? ??類名::
總結(jié)：
- 當(dāng)子類與父類擁有同名的成員函數(shù)，子類會隱意父類中同名成員函教，加作用域可以訪問到父類中同名函數(shù)
- 子類對象可以直接訪問到子類中同名成員
- 子類對象加作用域可以訪問到父類同名成員
作用域是??類名::
靜態(tài)成員：
定義：
簡單來說：普通的成員前加上一個static關(guān)鍵字，就被稱為靜態(tài)成員。
當(dāng)我們聲明類的成員為靜態(tài)時，這意味著無論創(chuàng)建多少個類的對象，靜態(tài)成員都只有一個副本。
性質(zhì)：
共享數(shù)據(jù)?
靜態(tài)成員在類的所有對象中是共享的。如果不存在其他的初始化語句，在創(chuàng)建第一個對象時，所有的靜態(tài)數(shù)據(jù)都會被初始化為零。
編譯階段分配內(nèi)存
在編譯階段就已經(jīng)分配好內(nèi)存了
類內(nèi)聲明類外初始化
靜態(tài)成員不可以在類內(nèi)初始化，要在類外初始化，初始化時在成員名加上作用域即可
靜態(tài)成員函數(shù)
在成員函數(shù)前加上關(guān)鍵字static，這樣就把類的特定對象和該函數(shù)獨立開
靜態(tài)函數(shù)只要使用類名加范圍解析運(yùn)算符?::?就可以訪問
靜態(tài)成員函數(shù)只能訪問靜態(tài)成員數(shù)據(jù)、其他靜態(tài)成員函數(shù)和類外部的其他函數(shù)
靜態(tài)成員函數(shù)與普通成員函數(shù)的區(qū)別：
- 靜態(tài)成員函數(shù)沒有 this 指針，只能訪問靜態(tài)成員（包括靜態(tài)成員變量和靜態(tài)成員函數(shù)）
- 普通成員函數(shù)有 this 指針，可以訪問類中的任意成員
靜態(tài)成員訪問：
- 通過類名訪問：類名::父類作用域::成員
- 通過對象訪問
- 同名靜態(tài)函數(shù)或者是變量，父類的所有同名函數(shù)包括函數(shù)重載會被隱藏，除非加上作用域才可以成功
多繼承
子類是否只可以繼承一個類，可以進(jìn)行多個類嗎？如果可以繼承多個類，多繼承的語法是什么？
c++允許子類可以繼承多個類
語法為:class 子類? :繼承權(quán)限 父類1 ，繼承權(quán)限 父類2，繼承權(quán)限 父類3……
但是注意：在實際開發(fā)過程中，不建議使用多繼承語法
菱形繼承
什么是菱形繼承？
如下圖：
這樣一種幾個類相互有一定的繼承關(guān)系的看起來像菱形一樣的，被稱為菱形繼承
定義：兩個派生類繼承同一個基類，又有某個類同時繼承者兩個派生類，這種繼承被稱為菱形繼承，或者鉆石繼承
菱形繼承會遇到的問題：
由于類4同時繼承類2和類3，而類2和類3都繼承了1，那么相當(dāng)于類4繼承了兩份類1.
如何解決？
使用虛繼承的方式，用關(guān)鍵字virtual，可以使派生類不重復(fù)繼承
在派生類繼承的時候在繼承權(quán)限前加上這個關(guān)鍵字virtual即可
示例：
原理：
虛繼承會產(chǎn)生虛基類指針vbptr
該指針指向虛基表，虛基表記錄的是通過指針訪問公共祖先的數(shù)據(jù)的偏移量
多態(tài)
多態(tài)是c++面向?qū)ο笕筇卣髦?/p>
多態(tài)按字面的意思就是多種形態(tài)，具體解釋是指：不同對象去完成某一個行為是而產(chǎn)生的不同狀態(tài)
當(dāng)類之間存在層次結(jié)構(gòu)，并且類之間是通過繼承關(guān)聯(lián)時，就會用到多態(tài)
多態(tài)性提供接口與具體實現(xiàn)之間的隔離，將what和how這兩個板塊分離開
多態(tài)好處：
- 組織結(jié)構(gòu)清晰
- 可讀性強(qiáng)
- 對于前期和后期擴(kuò)展以及維護(hù)性高
多態(tài)分類：
分為靜態(tài)多態(tài)和動態(tài)多態(tài)（其實靜態(tài)多態(tài)之前就已經(jīng)涉及了）
靜態(tài)多態(tài)和動態(tài)多態(tài)區(qū)分：
靜態(tài)多態(tài)的函數(shù)地址早綁定-編譯階段確定函數(shù)地址
動態(tài)多態(tài)的函數(shù)地址晚綁定-運(yùn)行階段確定函數(shù)地址
靜態(tài)多態(tài)：(靜態(tài)綁定)
靜態(tài)多態(tài)：函數(shù)重載，重定義，運(yùn)算符重載都屬于靜態(tài)多態(tài)
靜態(tài)多態(tài)的函數(shù)地址早綁定-編譯階段確定函數(shù)地址
動態(tài)多態(tài)：(動態(tài)綁定)
動態(tài)多態(tài)：派生類和虛函數(shù)實現(xiàn)運(yùn)行時的多態(tài)
動態(tài)多態(tài)的函數(shù)地址晚綁定-運(yùn)行階段確定函數(shù)地址
動態(tài)多態(tài)滿足條件：
1.有繼承關(guān)系
2.子類重寫父類的虛函數(shù)，函數(shù)返回值類型，名稱，參數(shù)列表完全相同
3.使用->父類指針或者引用執(zhí)行于類對象
下面僅介紹重點——動態(tài)多態(tài)
動態(tài)多態(tài)實現(xiàn)：
如何實現(xiàn)動態(tài)多態(tài)呢？有什么作用？使用場景又是什么？
多態(tài)是當(dāng)不同繼承關(guān)系的類對象去調(diào)用一個函數(shù)而產(chǎn)生的不同的行為
實現(xiàn)動態(tài)多態(tài)的條件
- 類對象要調(diào)用虛函數(shù)，且派生類中必須要包含基類虛函數(shù)的重寫
- 通過基類的引用/指針去調(diào)用虛函數(shù)??
引入：
繼承會使子類都含有父類的數(shù)據(jù)，而每一個子類都對這份數(shù)據(jù)進(jìn)行重寫，而如果想創(chuàng)建一個函數(shù)，使其可以操縱父類所有派生的子類？（即使以后還有派生的子類，也可以操縱）
該怎么做呢？
其實最重要的是函數(shù)的參數(shù)
參數(shù)設(shè)定其實需要找到這幾個派生類的共性——》它們都有父類的數(shù)據(jù)
因此如果要實現(xiàn)這樣的一個函數(shù)，那么就需要其參數(shù)為父類的指針或是引用，而要操縱所有子類，這就需要用父類指針來保存子類的空間地址???
而用父類指針保存子類地址會造成問題：
代碼示例：
#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
void say()
{
cout << "A會說話了" << endl;
}
};
class B : public A
{
public:
void say()
{
cout << "A類里的B會說話了" << endl;
}
};
class C :public A
{
public:
void say()
{
cout << "A類里的C會說話了" << endl;
}
};
void test1(A*a)
{
a->say();//輸出的都是 A會說話了
}
int main()
{
A* a=new B;
test1(a);
A* b = new C;
test1(b);
return 0;
}
我們發(fā)現(xiàn)本身要通過父類的指針來完成子類的重定義函數(shù)，但是實際上調(diào)用的都是父類的函數(shù)，為什么呢？
因為指針指向的地址是由指針指向類型決定的，A*a,這個式子就決定了它要指向父類，而子類中繼承了父類的數(shù)據(jù)，因此a指向子類中的父類，實現(xiàn)的也是父類的函數(shù)
如何解決這一個問題呢？?
用虛函數(shù)
那什么是虛函數(shù)？
被關(guān)鍵字virtual修飾的類成員函數(shù)，而且子類中要重寫虛函數(shù)（可加virtual也可不加）
虛函數(shù)的重寫？
虛函數(shù)的重寫(又可以叫做覆蓋)??
派生類中有一個跟基類完全相同的虛函數(shù)(這里指它們的返回值類型、函數(shù)名字、參數(shù)列表完全相同)，則稱子類的虛函數(shù)重寫了基類的虛函數(shù)，而其中的重寫內(nèi)容可以做適當(dāng)改變，來實現(xiàn)多態(tài)
多態(tài)實現(xiàn)代碼示例：
#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
virtual void say()
{
cout << "A會說話了" << endl;
}
};
class B : public A
{
public:
void say()
{
cout << "A類里的B會說話了" << endl;
}
};
void test1(A*a)
{
a->say();//輸出的是A類里的B會說話了
}
int main()
{
A* a=new B;
test1(a);
return 0;
}
這樣父類指針就可以調(diào)用子類的函數(shù)了，解決了父類指針指向子類地址的一個問題?
那為什么變成虛函數(shù)后，父類指針可以調(diào)用子類中的子類函數(shù)而非父類呢？
虛函數(shù)的動態(tài)綁定機(jī)制（面試經(jīng)常問的）
當(dāng)一個類中的函數(shù)變?yōu)樘摵瘮?shù)之后，會產(chǎn)生虛函數(shù)指針（vfptr），虛函數(shù)指向虛函數(shù)表（vftable），而如果這個類沒有被繼承的話——》虛函數(shù)表保存的是這個虛函數(shù)的入口地址
如果被繼承了，子類會把父類中的虛函數(shù)指針給繼承過來，但是這時候這個虛函數(shù)表里的內(nèi)容就發(fā)生變化了，它里面的是子類重寫的地址
如圖本質(zhì)上A*a指針還是指向父類地址，但是由于去調(diào)用時發(fā)現(xiàn)它是一個虛函數(shù)指針，而這個指針指向的虛函數(shù)表是重寫的say函數(shù)地址，因此調(diào)用的是子類函數(shù)。
?重載、重定義、重寫的區(qū)別
重載：同一作用城，同名函教，參數(shù)的順序，個數(shù)，類型不同都可以重載。函數(shù)的返回值類型不能作為重載條件（函數(shù)重載，運(yùn)算行重載）
重定義：有繼承，子類重定義父親的同名函數(shù)（非虛函數(shù)）,參數(shù)順序，個數(shù)，類型可以不同，子類的同名函數(shù)會屏蔽父類的所有同名函數(shù)（可以通過作用域解決）
重與（覆蓋）:有繼承，子類重寫父類的虛函數(shù)。返回值類型，函數(shù)名，參數(shù)順序，個數(shù)，類型都必須一致。?
而當(dāng)這樣寫后，代碼只進(jìn)行子類函數(shù)調(diào)用，此時的父類虛函數(shù)就沒有什么用了，那么我們可以不可以找到一種方式去省略掉父類虛函數(shù)的內(nèi)容——可以，用純虛函數(shù)，下面就來介紹什么是純虛函數(shù)？
純虛函數(shù)
在多態(tài)中，通常父類中虛函數(shù)的實現(xiàn)是毫無意義的，主要都是調(diào)用子類重寫的內(nèi)容
因此可以將虛函數(shù)改為純虛函數(shù)純虛函數(shù)是指在虛函數(shù)上加上=0則稱為虛函數(shù)
例如：
virtual void say ()=0;
而當(dāng)一個類中由純虛函數(shù)后這個類就成了——抽象類???
抽象類：
抽象類是指類中含有純虛函數(shù)的類，抽象類又稱為接口類，抽象類不能實例化對象（因為它沒有函數(shù)體，怎么調(diào)用？）
抽象類特點：
無法實例化對象
子類必須重寫抽象類中的所有純虛函數(shù)，否則也屬于抽象類?
其實抽象類主要目的是設(shè)計類的接口
也就是說只有重寫純虛函數(shù)，派生類才能實例化出對象。純虛函數(shù)規(guī)范了派生類必須重寫，其實這里的純虛函數(shù)存在接口繼承
那什么是接口繼承呢？
簡單來說虛函數(shù)的繼承——接口繼承，派生類并沒有繼承基類函數(shù)，而是基類虛函數(shù)的接口，這是一個實現(xiàn)多態(tài)的方式，可以達(dá)到重寫的目的，如果不要求多態(tài)實現(xiàn)，函數(shù)盡量不要定義為虛函數(shù)
那正常的繼承叫做什么？
普通函數(shù)的繼承為——實現(xiàn)繼承，派生類它繼承了基類函數(shù)，繼承的是函數(shù)的實現(xiàn)，而非接口，派生類可以使用這個接口
多態(tài)原理（工具觀察）：
前面已經(jīng)將結(jié)果多態(tài)如何通過虛函數(shù)實現(xiàn)的了，現(xiàn)在來使用工具觀察多態(tài)實現(xiàn)的虛函數(shù)表
?滿足多態(tài)以后的函數(shù)調(diào)用，并不是在編譯時確定的，而是運(yùn)行起來以后到對象中去找的。
而不滿足多態(tài)的函數(shù)調(diào)用是在編譯時確認(rèn)好的。
這里借助vs下的一個工具
輸入dir空格后出現(xiàn)目錄，然后直接輸入以下內(nèi)容，即可看代碼中的類
- cl(空格)/d1(空格)reportSingleClassLayout(類名)(空格)(文件名)(回車)? ? ?
例如在test.cpp文件中，A類的結(jié)構(gòu)：
- cl /d1 reportSingleClassLayoutA test.cpp
最后就可以看見這個類的內(nèi)部情況。
?回顧：我們要達(dá)到多態(tài)，有兩個條件，一個是虛函數(shù)覆蓋，一個是基類對象的指針或引用調(diào)用虛函數(shù)。
哎？有人發(fā)現(xiàn)沒，其實剛才多態(tài)實現(xiàn)里的代碼有個問題——new出來的空間一直沒有釋放，堆區(qū)空間沒釋放會發(fā)生內(nèi)存泄漏，其實這里就涉及到另一個知識了——虛析構(gòu)
這時可能會問，為什么非要用虛析構(gòu)呢？正常的析構(gòu)為什么不可以釋放掉代碼呢？這時假如你寫一個代碼，就會發(fā)現(xiàn)——父類的析構(gòu)函數(shù)正常調(diào)用，而子類的析構(gòu)函數(shù)無法調(diào)用，也就是我們沒辦法在子類析構(gòu)函數(shù)中去寫代碼，釋放掉子類的堆區(qū)數(shù)據(jù)。
做法就是在父類的析構(gòu)前加上一個很熟悉的關(guān)鍵字——virtual
這也就是下面要介紹的虛析構(gòu)
虛析構(gòu)
多態(tài)使用時，若子類中有屬性開辟到堆區(qū)，那么父類指針在釋放時無法調(diào)用到子類的析構(gòu)代碼，父類在析構(gòu)的時候不會調(diào)用子類析構(gòu)，如果子類有堆區(qū)屬性，則會出現(xiàn)內(nèi)存泄漏
則需要將父類中的析構(gòu)函數(shù)改為虛析構(gòu)
語法：
虛析構(gòu)語法：
virtua1 ~類名（)
原理：通過父類指針來釋放子類空間
由于剛開始實現(xiàn)多態(tài)的時候，子類的空間是由父類指針儲存的，因此只能通過父類指針來釋放子類空間。
已知的是
構(gòu)造是：父類——》成員——》子類
析構(gòu)是：子類——》成員——父類
析構(gòu)函數(shù)本身也是個成員函數(shù)，虛析構(gòu)，產(chǎn)生虛函數(shù)指針，指向虛函數(shù)表：包含這個類的析構(gòu)函數(shù)?
純虛析構(gòu)
特點：
純虛析構(gòu)的本質(zhì)：是析構(gòu)函數(shù)，完成各個類的回收工作。
必須為純虛析構(gòu)函數(shù)提供一個函數(shù)體
而且純虛析構(gòu)函數(shù)必須在類外實現(xiàn)含有純虛析構(gòu)的類也是抽象類
語法：
virtual ~類名（)=0;
在類外：類名::~類名（)?
純虛析構(gòu)和虛析構(gòu)的共性與區(qū)別：
虛析構(gòu)和純虛析構(gòu)共性：
可以解決父類指針釋放子類對象
都需要有具體的函數(shù)實現(xiàn)
虛析構(gòu)和純虛析構(gòu)區(qū)別：如果是純虛析構(gòu)，該類屬于抽象類，且無法實例化對象，需要在類外實現(xiàn)
總結(jié)：
- 1.虛析構(gòu)或純虛析構(gòu)就是用來解決通過父類指針釋放子類對象
- 2.如果子類中沒有堆區(qū)數(shù)據(jù)，可以不寫為虛析構(gòu)或純虛析構(gòu)
- 3.擁有純虛析構(gòu)函數(shù)的類也屬于抽象類
總結(jié)：
c++的入門核心內(nèi)容基本介紹完畢，整理的有關(guān)c++的文件操作以及內(nèi)存分區(qū)放在下面了，可以按需觀看
c++文件操作-CSDN博客
c++內(nèi)存的四大分區(qū)詳解-CSDN博客文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-833458.html
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到了這里，關(guān)于c++入門學(xué)習(xí)⑦——繼承和多態(tài)（超級詳細(xì)版）的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
