C 學習筆記（2）繼承與派生

開始之前，我們先說一句，我們打算用三篇筆記搞定c++物件導向基礎，後面開始就要寫泛型程式設計和stl了。節奏有點快是不是？

從乙個類派生出另乙個類的格式如下：

class
a//基類
;classb:
public a//派生類，繼承方式一般用public，當然也有其他方式 
;

此時類a公有派生出了類b，類a稱為基類，類b稱為派生類，派生類物件也是基類物件。

在公有派生的情況下，存在著三條賦值相容規則（這個和c++三種傳遞方式（值傳遞、指標傳遞和引用傳遞）相對應）：

注意，這三條規則僅限於公有派生，如果是私有派生和保護派生則不成立。

這個規則很好理解。基類沒有派生類的全部成員，但派生類有基類的全部成員，因此派生類》基類，基類物件當然可以接收派生類的值、址和引用了，但是反過來卻不行。

下面這個例子（續上面的程式）展示了這三條規則：

a a;
b b;
a = b;
//派生類物件賦值給基類物件
a &r = b;
//派生類物件初始化基類引用
a *pa =
&b;//派生類物件的位址賦值給基類的指標
b *pb =
&b; pa = pb;
//派生類的指標賦值給基類的指標

如果這三條反過來是不成立的。一般來講，基類的指標不能賦值給派生類的指標。但是通過強制型別轉換，也可以將基類指標強制轉換成派生類指標，然後再賦值給派生類指標。只是這樣做是有風險的。比如下面這個例子（續上面的程式）：

a *pa =
&b;//基類指標能指向派生類物件 
b *pb =
&a;//出錯，派生類指標不能指向基類物件 
b *pb =
(b*)
&a;//強制轉換型別，慎用 
pa -
> n1 =1;
pa -
> n2 =2;
//出錯，pa是基類指標，編譯器只會去找基類的成員，不會去找派生類的成員 
pb -
> n1 =3;
//能編譯成功，但執行時可能會出現意外的結果

另外，還有多層次的派生。下面這個例子展示了多重派生：

class
a//基類
;classb:
public a//派生類
;classc:
public b//派生類
;

在本例中，類a派生類b，類b派生類c；類a是類b的直接基類，類b是類c的直接基類；類a是類c的間接基類。

派生類和基類可能有同名成員變數或同名成員函式（或二者兼有），這種現象叫做覆蓋。看看下面我的程式是如何解決這個問題的：

#include
using
namespace std;
class
a//基類 };
classb:
public a //派生類 
void
func()
;};void b::
func()
intmain()

程式輸出結果：

1 2classb! class

a!

對於多重派生來說也是一樣的，對於重名的成員變數或成員函式，你不寫類名::，那麼系統預設是屬於本類的。為防止困惑，遇到重名的還是最好都寫上類名::吧。

訪問範圍說明符protected，是用來修飾成員變數或成員函式的。protected一般用來修飾基類的成員變數或成員函式，這樣派生類也可以去訪問基類的成員變數或成員函式了，但是在類定義外部是訪問不了的（三種範圍說明符的關係如下圖，可能不太嚴謹）。

因此，保護成員的可被訪問範圍（自己的和我派生的，都能訪問，其他類不能訪問）大於私有成員（只能自己類內部訪問，派生的也不行），而小於公有成員（誰都能訪問）。

舉乙個下面程式的例子：

#include
using
namespace std;
classa;
classb:
public a};
intmain()

注意，在基類中，一般都將需要隱藏的成員說明為保護成員而非私有成員。派生類物件建立時，也是要呼叫建構函式進行初始化的，這個過程跟封閉類物件比較類似，但又不盡相同。在派生類內部定義建構函式的格式如下：

建構函式名(形參表)
:基類名(基類建構函式實參表）

建構函式和析構函式在基類物件和派生類物件裡有不同的生存期，下面我們用乙個程式來說明它們是怎麼運作的：

#include
using
namespace std;
classa~
a()void
print()
};classb:
public a~b
()void
print()
};intmain()

輸出結果如下：

a被建造！ b被建造！3, 41,2 b被拆毀！ a被拆毀！

由輸出結果可以看到，在派生類物件構建時，先執行基類的建構函式，再執行派生類的建構函式；在派生類物件消亡時恰好相反，先執行派生類的析構函式，再執行基類的析構函式。這個步驟與封閉類物件的建立和消亡恰好相反。

對於多層次的派生結構來說，派生類物件生成時，會從最頂層的基類開始逐層往下執行所有基類的建構函式，最後再執行自身的建構函式；當派生類物件消亡時，會先執行自身的析構函式，然後從底向上依次執行各個基類的析構函式。

假如在上面程式main函式裡加上a a(5, 6);，那麼出現的情況是：整個程式a被建造了兩次（這個正常），a被銷毀了兩次，而不是一次。如果是多層次派生結構，又定義了許多物件，那麼中間的構造和析構函式就會被呼叫很多次了。

上面四節說的都是公有派生的大前提下實現的，因為公有派生是最常用的。實際上還有私有派生和保護派生，這兩個反而不常用。下表說明了不同派生方式導致派生類的可訪問範圍的不同：

基類成員

公有派生

私有派生

保護派生

私有成員

不可訪問

保護成員

保護私有

保護公有成員

公有私有

保護下面我們用程式來說明私有派生的訪問範圍（一看就懂）：

#include
using
namespace std;
classa;
classb:
private a};
classc:
public b};
intmain()

下面我們用程式來說明保護派生的訪問範圍（一看就懂）：

#include
using
namespace std;
classa;
classb:
protected a};
classc:
public b};
intmain()

無論是什麼派生方式，私有成員都只允許自己訪問，其他類是不可訪問的。公有派生的特點是，基類該是什麼成員，派生類也該是什麼成員，原有訪問範圍不變。保護派生的特點是，無論基類是什麼成員（除了私有成員），到了派生類就都是保護成員。私有派生的特點是，無論基類是什麼成員（除了私有成員），到了派生類就都是私有成員。

一般情況下，都應該使用公有派生。

暫時先寫到這吧，往後修改可能會有補充。

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