滴水恩情 发表于 2024-8-26 18:51:36

【C++】深入明白C++继续:从基础到高级

继续是C++中面向对象编程(OOP)的核心概念之一。通过继续,开发者可以创建一个新的类,该类不仅可以拥有自己独有的属性和方法,还能继续已有类的成员。这种机制不仅促进了代码的重用,还使得步伐设计更加机动和扩展性更强。
什么是继续?

继续(Inheritance)是C++中类与类之间关系的体现形式之一。通过继续,一个类可以获得另一个类的所有属性和方法。被继续的类称为基类(Base Class)或父类(Parent Class),继续它的类称为派生类(Derived Class)或子类(Child Class)。
继续的基本语法如下:
class BaseClass {
public:
    int baseVar;
    void baseFunction() {
      // 基类的成员函数
    }
};

class DerivedClass : public BaseClass {
public:
    int derivedVar;
    void derivedFunction() {
      // 派生类的成员函数
    }
};
在上面的例子中,DerivedClass 继续自 BaseClass,因此它不仅拥有自己的成员derivedVar和derivedFunction(),还继续了BaseClass中的成员baseVar和baseFunction()。
继续的范例

C++支持多种范例的继续方式,详细如下:

[*] 公有继续(Public Inheritance):

[*]派生类继续基类的public和protected成员为派生类的public和protected成员。
[*]基类的private成员不能被直接访问,但可以通过基类的public或protected成员函数举行访问。
[*]语法:class DerivedClass : public BaseClass { ... };

[*] 掩护继续(Protected Inheritance):

[*]派生类继续基类的public和protected成员为派生类的protected成员。
[*]语法:class DerivedClass : protected BaseClass { ... };

[*] 私有继续(Private Inheritance):

[*]派生类继续基类的public和protected成员为派生类的private成员。
[*]语法:class DerivedClass : private BaseClass { ... };

[*] 多重继续(Multiple Inheritance):

[*]一个派生类可以继续多个基类。虽然多重继续可以增长类的功能,但也大概引发命名辩说和复杂性问题。
[*]语法:class DerivedClass : public BaseClass1, public BaseClass2 { ... };

继续中的构造函数与析构函数

在继续关系中,派生类的构造函数会起首调用基类的构造函数。默认情况下,基类的无参构造函数会被调用。如果基类没有无参构造函数,必须显式调用带参数的构造函数。
class BaseClass {
public:
    BaseClass(int x) {
      // 基类构造函数
    }
};

class DerivedClass : public BaseClass {
public:
    DerivedClass(int x, int y) : BaseClass(x) {
      // 派生类构造函数
    }
};
对于析构函数,烧毁派生类对象时,会起首调用派生类的析构函数,然后再调用基类的析构函数。
继续中的覆盖与隐藏

当派生类中界说了与基类同名的成员函数时,基类的函数会被覆盖(Override),除非在派生类中显式调用基类的函数。这通常通过BaseClass::functionName()的语法来实现。
class BaseClass {
public:
    void show() {
      std::cout << "Base Class Show" << std::endl;
    }
};

class DerivedClass : public BaseClass {
public:
    void show() {
      std::cout << "Derived Class Show" << std::endl;
    }
};
在上面的例子中,DerivedClass的show()函数覆盖了BaseClass的show()函数。调用DerivedClass的show()方法时,将输出"Derived Class Show"。
虚继续与虚函数

在多重继续中,如果基类之间存在公共祖先类,会引发“菱形继续”问题。为相识决这个问题,C++提供了虚继续(Virtual Inheritance),通过virtual关键字,派生类只继续一份共享的基类。
虚函数(Virtual Function)是另一个紧张的继续特性,它答应派生类通过重写基类中的虚函数,实现多态性(Polymorphism)。在基类中使用virtual声明函数,派生类中覆盖该函数时,可以或许根据对象的现实范例调用对应的函数版本。
class BaseClass {
public:
    virtual void show() {
      std::cout << "Base Class Show" << std::endl;
    }
};

class DerivedClass : public BaseClass {
public:
    void show() override {
      std::cout << "Derived Class Show" << std::endl;
    }
};
在多态的情况下,基类指针或引用调用show()时,会根据现实指向的对象范例调用相应的函数。
继续的最佳实践

在现实开发中,继续的使用须要遵循以下最佳实践:

[*]公道设计类层次布局:制止过深的继续层次,以保持代码的轻便性和可维护性。
[*]使用虚继续慎重:虚继续虽然解决了多重继续中的一些问题,但也增长了类的复杂性,应该谨慎使用。
[*]明白使用继续范例:在选择继续方式时,要根据需求选择public、protected或private继续,以确保类的封装性和安全性。
[*]优先考虑组合(Composition):在某些情况下,使用组合比继续更合适,组合能更机动地构建类的功能。
总结

C++中的继续提供了强盛的机制来重用代码和构建复杂的软件系统。通过明白和应用继续的不同范例、构造函数与析构函数的调用顺序、覆盖与隐藏、虚继续与虚函数等高级特性,开发者可以设计出更高效、易于维护的步伐布局。

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