C++继承和多态

C++继承和多态

继承和多态

• 类与类之间的关系：
• • 友元：
  • 嵌套：
  • 代理：
  • 继承：
• 类成员的访问属性划分
• 类成员的权限：
• 继承
• • 继承规则：
  • 继承面临的问题
  • • 1.隐藏
    • 3.父类指针可以直接指向子类对象
    • • 现象：
      • 解决方法：将父类析构函数变为虚函数
      • 可以解决问题的原因：
• 多态（动多态）
• • 虚函数
  • 动多态调用过程：
  • • vftable:
    • • 覆盖-----重写
    • vfptr:

类与类之间的关系： 友元：

表明两个类之间互相访问的限制

嵌套：

一个类里面声明了另一个类：Mstring类里面声明了迭代器类
一个类是另一个类的一部分

代理：

一个类的接口是另一个类接口的子集：自实现的栈，队列是依赖于链表进行实现的；栈和队列类的接口是链表类接口的子集
一个类的功能需要依赖另一个类的功能实现

继承：

一个类是另一个类的一种

类成员的访问属性划分

• 1.自身类
• 2.子类
• 3.外界

类成员的权限：

• public:自身类,子类,外界任何地方都可以访问
• protected:自身类,子类可以访问
• private::自身类可以访问

继承

protected:保护权限只有在继承关系中才会生效

继承规则：

1.子类无法访问父类的私有成员
2.父类先于子类进行构造，因此需要将父类的构造函数参数放入初始化列表

总结：必须放入初始化列表的数据

• 1.const 常量
• 2.引用
• 3.成员对象需要传参时必须手动放入初始化列表
• 4.父类的构造必须传参，则必须将参数放入初始化列表

3.子类继承的父类成员，在自身类中的权限不能高于继承权限

• 子类公有继承父类：
  父类的public放在子类的public中，子类可以随便访问
  父类的protected放在子类的protected中
  父类的private子类不继承

• 子类保护继承父类：
  父类的public放在子类的protected中，子类在外界不可以访问
  父类的protected放在子类的protected中，
  父类的private子类不继承

• 子类私有继承父类：
  父类的public放在子类的private中
  父类的protected放在子类的private中
  父类的private子类不继承

继承面临的问题 1.隐藏

子类会隐藏父类的同名成员
不仅类外隐藏，类内也隐藏。访问被隐藏的成员需要加父类的作用域

表面来看，继承就是将父类的代码可以继承的自接放在了子类的相应位置。

//基类
class base
{
public:
	void fun1(int a)
	{
		cout << "base::void fun1(int a)" << endl;
	}
private:
	int _a;
};

//派生类
class Derive :public base
{
public:

	
	void fun1()
	{
		cout << "Derive::void fun1()" << endl;
	}
	void fun1(int a,int b )
	{
		cout << "Derive::void fun1(int a,int b)" << endl;
	}

private:
	int _b;
};

int main()
{
	Derive d;
	//d.fun1(10);//此种调用只能看到派生类中的俩函数，匹配参数不对应，故报错
	d.base::fun1(10);


	return 0;
}

3.父类指针可以直接指向子类对象

		base* pb = new Derive();

现象：

对象的本质是子类的对象，但是此时用了一个父类指针指向了一个子类对象。调用函数时编译器默认调用父类函数，析构时只析构了父类，并没有析构子类对象？

原因：
当前编译器的行为是直接通过判断类型调用对应类型析构函数。
编译器通过判断指针pb的类型，得到pb是父类指针，故调用base类型析构。

解决方法：将父类析构函数变为虚函数

可以解决问题的原因：

多态（动多态）

使用引用或者指针调用虚函数就会产生动多态调用

动多态需要考虑：

• 虚函数表的生成；
• vfptr的写入；
• 产生动多态的方式；
• 整个的执行过程

虚函数

• 1.函数名字前面加关键字：virtual的函数就是虚函数。
• 2.虚函数具有传递性：父类中如果有虚函数，那么子类中对应的相同的函数会被传递为虚函数。
  相同的函数：同返回值；同函数名；同参数列表
  例如：父类的析构函数是虚函数，那么子类的析构函数虽然没有加virtual关键字，但也是虚函数
• 3.虚函数具有

动多态调用过程：

• 1.使用引用或者指针调用虚函数
• 2.在对象中找到vfptr
• 3.根据vfptr找到vftable
• 4.在vftable中找到要调用的函数
• 5.调用

vftable:

父类含虚函数直接生成vftable
编译时期如果发现类中有虚函数，就会对这个类生成vftable(虚函数表),将当前类的虚函数的指针放到vftable中

子类由于继承父类虚函数，故也会继承父类的虚函数表vftable,注意子类不会重新产生vftable，而是将父类的虚函数表复制后，把需要覆盖的地方进行覆盖（将原本存放父类虚函数的指针的地方直接干掉后存在自己（子类）的虚函数的指针，该过程称为覆盖。）子类需要覆盖的是和父类虚函数相同的函数的指针。当子类产生新的虚函数时就需要重新添加虚函数指针。这样一来，子类虚函数表就可以包含父类与子类所有的虚函数的指针。

一个类只有一个虚函数表，所有对象使用同一个虚函数表。虚函数表存放在.rodata段（只读数据段）

覆盖-----重写

覆盖发生在vftable中
父类中的虚函数的指针会被子类中相同的函数的指针覆盖-----在子类的虚函数表中覆盖

父类的析构是virtural~base();子类析构是 ~Derive();并不同名为什么会发生覆盖？
注意：表面看二者函数名字不同，但是实际上它们都叫“析构函数"。因此是同名

vfptr:

当对象进行构造时如果发现该类有vftable则就会将vftable的地址写入到这个类的对象之中----vfptr