浅谈C++不同继承之间的关系

目录

• 公有继承：“是一个” 的关系
• 派生类与基类：
• 继承关系中的构造函数与析构函数
• 继承关系中拷贝构造函数
• 继承关系中赋值运算符的重载
• 通过组合体现 “有一个” 或 “用…来实现”
• 组合
• 总结
• 公有继承与组合的区别
• 组合和私有继承
• 公有继承与私有继承和组合如何选择？

公有继承：“是一个” 的关系

派生类与基类：

赋值兼容规则

C++面向对象编程中一条重要的规则是：公有继承意味着 “是一个” 。一定要牢牢记住这条规则。在任何需要基类对象的地方都可以用公有派生类的对象来代替，这条规则称赋值兼容规则。它包括

以下情况：

• 派生类的对象可以赋值给基类的对象，这时是把派生类对象中从对应基类中继承来的隐藏javascript对象赋值给基类对象。反过来不行，因为派生类的新成员无值可赋。
• 可以将一个派生类的对象的地址赋给其基类的指针变量，但只能通过这个指针访问派生类中由基类继承来的隐藏对象，不能访问派生类中的新成员。同样也不能反过来做。
• 派生类对象可以初始化基类的引用。引用是别名，但这个别名只能包含派生类对象中的由基类继承来的隐藏对象。

如下代码示例：

class Object
{
public:
int value;
public:
Object(int x = 0) :value(x) {}
~Object() {}
void print(int x)
{
value = x;
cout << value << endl;
}
};
class Base : public Object
{
public:
int num;
public:
Base(int x = 0):Object(x),num(x+10) {}
};
int main()
{
Base base(10);
Object obja(0);
Object *op = &base;
Object &ob = base;
obja = base;
return 0;
}

继承关系中的构造函数与析构函数

class Person
{
	int _id;
public:
	Person(int id) :_id(id)
	{
		cout << "Create Person " << this << endl;
	}
	~Person()
	{
		cout << "Destroy Person " << this << endl;
	}
};
 
class Student : public Person
{
	int _s_id;
 
public:
	Student(编程int id, int s, int n) :_s_id(s),  Person(id)
	{
		cout << "Create phpStudent: " << this << endl;
	}
	~Student()
	{
		cout << "Destroy Student" << this << endl;
	}
};
int main()
{
	Student stud(90010, 202201, 23);
	return 0;
}

定义基类person，派生类student，当在主函数中创建一个派生类对象时，首先创建person对象，再创建student对象，析构时，先析构派生类对象，再析构基类对象

继承关系中拷贝构造函数

• 程序设计者在基类和派生类中都没有定义拷贝构造函数;C++编译器将自动产生按位拷贝的拷贝构造函数；在派生类的拷贝构造函数的初始化表中，加入基类拷贝构造函数的调用，是C++编译器合成的代码；
• 程序设计者在基类中定义拷贝构造函数；而在派生类中没有定义拷贝构造函数；C++编译器将会在派生类中自动产生按位拷贝的拷贝构造函数。并合成代码，调用(关联）基类的拷贝构造函数。
• 程序设计者在基类和派生类中都定义了拷贝构造函数；程序设计者在派生类中,没有指定调用基类的拷贝构造函数时。C++编译器合成的代码调用基类的缺省构造函数，如果基类中没有缺省构造函数。合成代码失败。
• 程序设计者在基类中没有定义拷贝构造函数（C++编译器将自动产生按位拷贝的拷贝构造函数）。而在派生类中定义了拷贝构造函数。程序设计者在派生类中,没有指定调用基类的拷贝构造函数时。C++编译器合成的代码调用基类的缺省构造函数，如果基类中没有缺省构造函数。

继承关android系中赋值运算符的重载

• 程序设计者在基类和派生类中都没有重载operator=函数; C++编译器将在基类和派生类中自动产生按位赋值的,重载operator=函数；C++编译器会在派生类的重载赋值函数中，加入基类重载赋值函数的调用，是C++编译器合成的代码；（完成行为的统一）；
• 程序设计者在基类中定义重载赋值函数；而在派生类中没有定义重载赋值函数；C++编译器将会在派生类中自动产生按位赋值的重载赋值函数。并合成代码，调用(关联）基类的重载赋值函数。
• 程序设计者在基类和派生类中都定义了重载赋值函数；程序设计者在派生类中,没有指定调用基类的重载赋值函数时。C++编译器不会合成调用基类的重载赋值函数的代码。要在派生类的重载赋值函数调用基类的重载赋值函数，程序设计者必须自己加入调用代码。
• 程序设计者在基类中没有定义重载赋值函数（C++编译器将自动产生按位赋值的重载赋值函数。而在派生类中定义了重载赋值函数。程序设计者在派生类中,没有指定调用基类的重载赋值函数。C++编译器不会合成调用基类的重载赋值函数的代码。

通过组合体现 “有一个” 或 “用…来实现”

使某个类的对象成为另一个类的数据成员，从而实现将一个类构筑在另一个类之上，这一过程称为

"组合“，分层；

组合

通过组合来体现 “有一个” 或 “用…来实现”。

例如，“汽车有一个发动机 或 汽php车用发动机来实现 ” (has-a) 关系可以用单一组合表示为：

class Engine // 发动机
{
private:
int cylinderNum; // 气缸数
public:
Engine(int n = 4) :cylinderNum(n) {}
void Start(); // 启动
};
class Car
{
private:
Engine eg;
public:
Car():eg(8) {}
void StartCar();
};

**组合关系：**通过组合体现 “有一个” 或 “用…来实现”。组合是一种耦合度更强的关联关系。存在组合关系的类表示“整体-部分”的关联关系，“整体”负责“部分”的生命周期，他们之间是共生共死的；并且“部分”单独存在时没有任何意义。

同样的“有一个”关系也能用私有继承表示：

class Engine // 发动机
{
private:
int cylinderNum; // 气缸数
public:
Engine(int n = 4) :cylinderNum(n) {}
void EnStart(); // 启动
};
class Door
{
private:
int doorNum;
public:
Door(int n = 5) :doorNum(n) {}
}
class Car : private Engine
{
public:
Car() :Engine(8) {}
void StartCar(); //通过发动引擎来发动这辆汽车
};

私有继承： 要表示类之间 “用…来实现” 的关系，可以选择是通过私有继承实现。现在这种情况下，这一技术就比分层更有优势，因为通过它可以让你告诉别人：Engine使用起来不安全，它只能用来实现其它的类

**聚合关系：**通过聚合体现 “有一个” 或 “用…来实现”。 整体类与局部类之间松耦合，相互独立。

class Engine // 发动机
{
private:
int cylinderNum; // 气缸数
public:
Engine(int n = 4) :cylinderNum(n) {}
void Start(); // 启动
};
class Car
{
private:
Engine *peg;
public:
Car():peg(nullptr) {}
void SetEngine(Engine *p) { peg = p;}
void StartCar();
};

总结

公有继承与组合的区别

继承与组合都是面向对象中代码复用的方式。

公有继承： 父类的内部细节对子类可见，其代码属于白盒式的复用；

例如： class Person ; class Student;

公有继承的优缺点

优点：

• 支持扩展，通过继承父类，可以设计较为复杂的系统，体现了由简单到复杂的认识过程。
• 易于修改被复用的代码。

缺点：

• 代码白盒复用，父类的实现细节暴露给子类，破坏了封装性。
• 当父类的实现代码修改时，可能使得子类也不得不修改，增加维护难度。
• 子类缺乏独立性，依赖于父类，耦合度较高。
• 不支持动态拓展，在编译期就决定了父类。

组合和私有继承

**组合：**意味着 “用…来实现”; 对象之间的内部细节不可见，其代码属于黑盒式复用。

私有继承意味着 “用…来实现”; 是组合关系，父类的内部细节对子类不可见，其代码属于黑盒式复用。

优点：

• 代码黑盒复用，被包括的对象内部实现细节对外不可见，封装性好。
• 整体类与局部类之间松耦合，相互独立。
• 支持扩展每开发者_开发学习个类只专注于一项任务
• 支持动态扩展，可在运行时根据具体对象选择不同类型的组合对象(扩展性比继承好)。

缺点：

• 创建整体类对象时，需要创建所有局部类对象。导致系统对象很多。

公有继承与私有继承和组合如何选择？

在对象分析时明确具有是一个（is - a) 的关系，使用公有继承。

在对象分析时明确具有 “有一个” 或 "用…来实现"关系，使用组合和私有继承。

私有继承和组合如何选择？

答案很简单：尽可能地使用组合，必须时才使用私有继承。什么时候必须呢？这往往是指有保护成员

和/或虚函数介入的时候考虑考虑使用私有继承。

//私有继承在编码过程中就要指定具体的父类，其关系在编译期就确定，而组合的关系一般在运行时确定。

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