标準C++語言-類的繼承Ⅱ

一、子類的構造、析構、拷貝

• 子類的構造
  • 執行子類的構造函數前會根據繼承表的順序執行父類的構造函數
  • 預設執行父類的無參構造
  • 顯式調用有參構造，在子類的構造函數後，初始化清單中顯式調用父類的有參構造函數
• 子類的析構
  • 子類的析構函數執行後，會根據繼承表的順序逆序執行父類的析構函數
  • 注意：父類的指針可以指向子類對象，當通過父類指針釋放對象時，隻會調用父類的析構函數，而這種析構方式有可能造成記憶體洩漏
• 子類的拷貝
  • 當使用子類對象來初始化新的子類對象時，會自動調用子類預設的拷貝構造函數，并且會先調用父類預設的拷貝構造函數
  • 子類中實作的拷貝構造，需要顯式調用父類拷貝構造，否則就會調用無參構造

二、私有繼承、保護繼承

• 使用private方式繼承父類
  • 公有的變成私有的，其他的不變，這種繼承方式防止父類的成員擴散
• 使用 protected 方式繼承父類
  • 公有的變成保護的，其他的不變，這種繼承方式可以防止父類的成員擴散
• 子類以私有或保護方式繼承父類，禁止向上造型
  • 子類的指針或引用不能隐式轉換成父類的指針或引用，要想實作多态隻能以公開方式繼承父類

三、多重繼承、鑽石繼承、虛繼承

• 多重載繼承
  • C++中一個子類可以有多個父類，在繼承表中按照順序繼承多個父類的屬性和行為，并按照順序表中的調用父類的構造函數
  • 按照從低到高的位址順序排列父類，子類中會标記每個父類存儲位置
  • 當子類指針轉換成父類的隐式指針時，編譯器會自動計算父類中的記憶體所在子類中的位置，位址會自動進行偏移計算
• 名字沖突
  • 如果父類中有同名的成員，可以正常繼承
  • 但如果直接使用，會造成歧義，需要

    類名：：成員名

    進行通路
• 鑽石繼承
  • 例如：一個類A，類B繼承類A，類C也繼承類A，然後類D繼承類B和類C
  • 例如：一個子類繼承多個父類，這些父類有一個共同的祖先
  • 注意：鑽石繼承不會導緻繼承錯誤，但通路祖先類中的成員時每次需要使用

    類名：：成員名

    ，這種繼承會造成備援
• 虛繼承

  virtual

  • 當進行鑽石繼承時，祖先類中的内容會有備援，而進行虛繼承後，在子類中的内容和構造函數隻會保留一份
  • 注意：但使用虛繼承時子類中會多了一些内容（指向從祖先類繼承來的成員）
• 構造函數：
  • 一旦進行了虛繼承（鑽石繼承），祖先類的構造函數隻執行一次，由孫子類直接調用，祖先類的有參構造也需要在孫子類中顯式調用
• 拷貝構造
  • 在虛繼承（鑽石繼承）中祖先的的拷貝構造由孫子類直接調用，子類中不再調用祖先的拷貝構造，在手動實作的拷貝構造時（深拷貝），祖先類中的内容也由孫子類負責拷貝
  • 同理指派構造也一樣

四、虛函數、覆寫、多态

• 虛函數
  • 類的成員函數前加

    virtual

• 覆寫
  • 子類會覆寫父類的虛函數
• 多态
  • 當子類覆寫了父類的虛函數時，通過父類指針指向子類對象時，調用虛函數，會根據具體的對象是誰來決定執行誰的函數

五、覆寫和多态的條件

• 覆寫的條件：
  • 必須是虛函數
  • 必須在父子類之間
  • 函數簽名必須相同（參數清單完全一緻 const 需要一緻）
  • 傳回值必須是同類或者父子類（子類的傳回值要能向父類的隐式轉換）
  • 通路屬性不會影響覆寫
  • 常函數屬性會影響覆寫
• 重載、隐藏、覆寫（重寫）的差別
  • 重載：發生在同一作用域下的同名函數，參數不同，函數簽名不同，構成重載
  • 隐藏：發生在父子不同作用域下的同名成員，如果沒有形成覆寫，且能通過編譯，必定是隐藏
  • 覆寫（重寫）：發生在父子不同作用域下的虛函數修飾的父類函數
• 多态的條件
  • 父子類之間有的函數有覆寫關系
  • 父類的指針或引用指向子類的對象
  • 注意：在父類的構造函數中調用虛函數，此時子類還沒有建立完成，是以隻能調用父類的虛函數，而不是覆寫版本的虛函數

六、純虛函數和抽象類

• 純虛函數
  • 在純虛函數的聲明的後面添加

    =0

    ，不可實作
  • 用法：

    virtual 傳回值 函數名（參數） = 0

  • 注意：一定要實作的話，隻能在類外部實作，且在父類的構造函數和析構函數中才能調用
• 抽象類
  • 抽象類的成員函數中有純虛函數
  • 抽象類不能執行個體化（不能建立對象）
  • 抽象類被繼承，純虛函數被覆寫，由子類執行個體化對象
  • 若子類沒有覆寫純虛函數，子類也将成為抽象類，也不能執行個體化
• 純抽象類
  • 純抽象類的所有成員函數都是純虛函數
  • 這種類一般用來設計接口，這種類在子類被替換後不需要修改或少量的修改即可繼續使用
• 純抽象類的應用：工廠類模式

#include <iostream>
using namespace std;

class Base{
public:
	virtual void show(void) = 0;
};
class A:public Base{
public:
	void show(void){
		cout << "我是類A的show函數" << endl;
	}
};
class B:public Base{
public:
	void show(void){
		cout << "我是類B的show函數" << endl;
	}
};
class C:public Base{
public:
	void show(void){
		cout << "我是類C的show函數" << endl;
	}
};
enum ClassType{typeA,typeB,typeC};

//大名鼎鼎的工廠類模式
Base* creat_object(ClassType type){
	switch(type)	{
		case typeA: return new A;
		case typeB: return new B;
		case typeC: return new C;
		default: return NULL;
	}
}
int main(){
	Base* p = creat_object(typeC);
	p->show();
}