C++之继承

继承
概念：
继承是面向对象程序设计使代码可以复用的最重要的手段，允许程序员在保持原有类特性的基础上进行扩展，增加概功能，这样产生新的类叫派生类。继承呈现了面向对象程序设计的层次结构，体现了由简单到复杂的认知过程。
定义格式：
class DeriveClassName:acess-lable BaseClassName
派生类（子类） ：继承类型（基类成员在派生类中可见性）：基类（父类）
继承关系（方式）：公有、保护、私有
类成员访问限定符：public、protected、private
注意：
1.基类的private成员在派生类中是不能被访问的，如果基类成员不想在 类外直接被访问，但需要在派生类中能访问，就定义为protected。保护成员限定符是因为继承才出现的
2.public继承是一个接口继承，保持is-a原则（即派生类对象也是一个基类对象，可以对基类对象执行的任何操作，也可以对派生类对象执行。），每个父类可用的成员对子类也可用，因为每个子类对象也就是一个父类对象。
3.protected/private继承是一个实现继承，基类的部分成员并非成为子类 接口的一部分，是has-a的原则（即新的类包含一个类的对象），所以非特殊情况下不用这两种关系，在绝大多数场景下中使用的都是公有继承
4.不管是哪种继承方式，在派生类内部都可以访问基类的公有成员和保护成员基类的私有成员存在都是在子类不可见
5.使用关键字class时默认的基础方式是private使用struct时默认的继承方式是public，不过最好显示的写出继承方式
6.在实际运用中一般都使用public继承，极少场景下才使用protected/private继承
7.友元关系不能被继承，即：基类友元不能访问子类私有和保护成员
8.基类定义 static成员则整个继承体系里只有一个这样的成员。无论派生出多少个子类，都只有一个static成员实例
派生类的默认成员函数：
构造函数、拷贝构造、析构函数、赋值操作符重载，取地址操作符重载、const修饰的取地址操作符重载
继承体系中的作用域：
基类和派生类是两个不同的作用域
子类和父类中有同名成员，最好不要定义同名成员
继承分类：
单继承

class Base{};class Derived:public Base{};

多继承

class A{};class B{};class C:public A,public B{};

菱形继承

class B{private:    int _b;};class C1: public B{private:    int _c1;};class C2: public B{private:    int _c2;};class D:public C1,public C2{private:   int _d;};

菱形继承对象数据模型
int _b
int _c1

int _b
int _c2

int _d
D 的对象中有两个_b数据成员，所以菱形继承存在二义性和数据冗余
示例：

class Person{public :    int _name ; // 姓名};class Student : public Person{public :    int _num ; //学号};class Teacher : public Person{public :    int _id ; // 职工编号};class Assistant : public Student, public Teacher{public :    int _majorCourse ; // 主修课程};int main(){    cout<<sizeof(Person)<<endl;    cout<<sizeof(Student)<<endl;    cout<<sizeof(Teacher)<<endl;    cout<<sizeof(Assistant)<<endl;    return 0;}

结果为：4 8 8 20

虚继承：解决菱形继承的二义性和数据冗余问题。下面将上述程序修改：

class Person{public :    int _name ; // 姓名};class Student : virtual public Person{public :    int _num ; //学号};class Teacher :virtual public Person{public :    int _id ; // 职工编号};class Assistant : public Student, public Teacher{public :    int _majorCourse ; // 主修课程};int main(){    cout<<sizeof(Person)<<endl;    cout<<sizeof(Student)<<endl;    cout<<sizeof(Teacher)<<endl;    cout<<sizeof(Assistant)<<endl;    return 0;}

结果为：4 12 12 24
前面说虚继承是解决二义性和数据冗余问题，那么为什么加了virual后反而占用空间变大了呢？这是因为在虚拟继承Person类时Student和Teacher类各生成一个虚表指针用来存放偏移量。

虚继承下派生类的对象模型：
在Assistant类的对象中从上到下依次存放的依次是从Student类继承来的虚表指针和数据成员，从Teacher类继承来的虚表指针和数据成员，Assistant类自己的数据成员，从Person类继承来的数据成员。

那么虚拟继承的构造函数中究竟做了什么事情？
（1）最上层派生类的构造函数负责调用虚基类子对象的构造函数。所有虚基类子对象会上按照深度优先，从左到右的顺序进行初始化。
（2）直接基类子对象按照它们在类定义中声明的顺序被一一构造起来。
（3） 非静态成员子对象按照它们在类定义体重的声明顺序被一一构造起来。
（4）最上层派生类的构造函数体被执行。

虚拟继承和普通继承的构造函数区别是什么？
（1）调用顺序：普通继承先调用父类再调用子类。
虚拟继承先所有虚基类（按照基类继承列表中声明的顺 序进行查找）再所有直接父类（按照基类继承列表中声明的顺序）最后是子类（若虚基类或者直接父类还有父类，那么“直接父类的父类”会在“直接父类” 之前 构造，“虚基类的父类”也会在“虚基类”之前构造。 可以理解为这是一个 递归的过程，直到出现一个没有父类的类才停止。）
（2）如果没有显式定义构造函数
普通继承则“合成的默认构造函数”会自动调用直接父类的 “默认构造函数”，然后调用编译器为自己自动生成的“合成的默认构造函数”。
虚拟继承则“合成的默认构造函数”会先依次调用所有虚基类的默认构造函数，然后再自动依次调用所有直接父类的“默认构造函数”，最后调用编译器为自己自动生成的“合成的默认构造函数”。
（3）如果显式定义了自己的构造函数
普通继承如果没有显式的调用直接父类的任意一个构造函数，那么会先自动调用直接父类默认构造函数，然后调用直接的构造函数；如果显式调用了直接父类的任意一个构造函数，那么会先调用直接父类 相应的构造函数，然后调用自己的构造函数。
虚拟继承如果没有显式调用父类的任意一个构造函数，那么和“合成的默认构造函数”一样，会先依次调用所有虚基类的默认构造
函数，然后再自动依次调用所有直接父类的 默认构造函数，最后调用自己的构造函数； 如果显式调用了父类的任意一个构造函数，那么按照基类列表的顺序，先初始化所有虚基类，再初始化所有直接父类。
对于每一个父类依次判断：若显式调用了构造函数，那么会调用该父类相应的构造函数；如果没有显式调用，就调用默认构造函数。最后调用自己的构造函数。