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C++ 继承特性

news 来源：原创 2025/6/18 14:04:50

1. 基本语法

继承用于让一个类（子类/派生类）自动拥有另一个类（父类/基类）的成员。

class 父类名 { /* ... */ };
class 子类名 : 继承方式 父类名 { /* ... */ };

2. 继承方式

C++支持三种继承方式：

继承方式	语法	说明
public	class B : public A	基类public/protected成员在子类中保持public/protected
protected	class B : protected A	基类public/protected成员在子类中变为protected
private	class B : private A	基类public/protected成员在子类中变为private

3. 继承中的对象模型

• 子类对象包含父类的所有成员变量（但不包括父类的构造、析构、赋值等特殊成员函数）。
• 父类的私有成员在子类中存在，但不可直接访问。

4. 构造和析构顺序

• 构造顺序：先调用父类构造函数，再调用子类构造函数。
• 析构顺序：先调用子类析构函数，再调用父类析构函数。
示例：

class Base {
public:Base() { std::cout << "Base构造" << std::endl; }~Base() { std::cout << "Base析构" << std::endl; }
};
class Derived : public Base {
public:Derived() { std::cout << "Derived构造" << std::endl; }~Derived() { std::cout << "Derived析构" << std::endl; }
};
// 输出顺序：Base构造 → Derived构造 → Derived析构 → Base析构

5. 同名成员处理

• 子类和父类有同名成员时，子类成员会隐藏父类成员。
• 可用作用域运算符访问父类成员：子类对象.父类名::成员名
示例：

class Base { public: int x = 1; };
class Derived : public Base { public: int x = 2; };
Derived d;
std::cout << d.x << std::endl;         // 输出2
std::cout << d.Base::x << std::endl;   // 输出1

6. 同名静态成员处理

• 静态成员同样遵循“就近原则”，子类同名静态成员会隐藏父类同名静态成员。
• 可用作用域运算符访问父类静态成员：子类名::父类名::静态成员名
示例：

class Base { public: static int val; };
int Base::val = 100;
class Derived : public Base { public: static int val; };
int Derived::val = 200;
std::cout << Derived::val << std::endl;      // 输出200
std::cout << Derived::Base::val << std::endl;// 输出100

7. 继承语法

• 单继承：class B : public A {}
• 多继承：class C : public A, public B {}

8. 菱形继承问题及解决方法

问题描述：
当一个类从两个基类继承，而这两个基类又有共同的基类时，会出现“菱形继承”，导致基类成员在最底层子类中有两份拷贝，产生二义性。
示例：

class A { public: int x; };
class B : public A {};
class C : public A {};
class D : public B, public C {}; // D中有两份A

解决方法：
使用虚继承，让共同基类只保留一份：

class A { public: int x; };
class B : virtual public A {};
class C : virtual public A {};
class D : public B, public C {}; // D中只有一份A

虚继承的实现细节：
• 编译器通过在子类对象中引入虚基类指针（vbptr）和虚基类表（vbtable）来实现虚继承。
• 每个虚继承的子类对象中包含指向虚基类的指针，确保无论通过哪条继承路径，最终都指向同一份基类子对象。
• 虚继承会略微增加对象的内存开销和访问基类成员的复杂度（需间接寻址）。