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Chapter 05 : Composition & Inheritance

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阅读时间：1 分钟 | 中文字符：502 | 有效代码行数：62

Composition

组合（Composition）：从已存在的对象中构造新的对象，即复用已有的实现

  • 包含（Inclusion）方式：
    • 完全（Fully）包含
      • 构造函数和析构函数会被自动调用
    • 引用（Reference）包含
      • 需要手动初始化和销毁对象
  • 嵌入对象（Embedded Objects）：
    • 所有的嵌入对象都必须被初始化
      • 当不提供参数时，默认的构造函数（或者自己创建的构造函数）就会被调用
    • 构造函数可以用初始化列表
      • 可以给子构造函数传递参数
    • 析构函数会被自动调用

Inheritance

继承（Inheritance）：从已存在的类中克隆新的类并扩展

  • 定义一个基类（Base class，或称为超类），用于定义共同属性
  • 定义多个派生类（Derived Class，或称为子类），用于继承基类的属性，并添加自己的属性
  • 派生类通过 : 指定基类，例如 class Derived : public/protected/private Base
    • 默认为 private

Scopes and Access

  • 对于继承类型的不同，访问权限也不同：
关键词 在同一个类中 在派生类中 在类外
private Yes No No
protected Yes Yes No
public Yes Yes Yes
  • class 默认为 private，struct 默认为 public

Example

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#include <iostream>
using namespace std;

struct Base{
public:
    Base() : data(10) {cout << "Base::Base()" << endl;}
    ~Base() {cout << "Base::~Base()" << endl;}
    void print() {cout << "Base::print()" << endl;}
    void setdata(int i) {data = i;}
private:
    int data;
};

struct Derived : public Base{
    void foo(){
        setdata(30);
        print();
    }
};

int main(){
    Derived d;
    d.setdata(20);
    d.foo();
    d.print();
    return 0;
}

但是如果我们在 foo() 中添加一句 data *= 2，则会报错：

但是如果我们将 data 从 private 改为 protected，则又可以正常运行了

C++ 在访问保护当中还有令一种关键词为 friend，可以让一个函数或者类访问另一个类的私有成员

  • 由类本身来控制访问权限
  • friend 可以是：
    • 一个函数
    • 一个成员函数或者其他类
    • 甚至是整个类
Tips

事实上，private 并非真正的无法访问，它只是对类来说无法访问而非对象

我们事实上可以通过指针来变相地绕过 private 来访问成员（这需要我们通过猜测类的地址来获取）

cx 说这就是破解软件的原理，但不鼓励我们去做这玩意，~因为没前途~因为都慢慢开始开源了

Initialization

思考

从父类继承而来的子类，会拥有父类的成员变量和函数，也会有自己特制的成员变量和函数，那么他们都该如何进行初始化呢？

Example

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#include <iostream>
using namespace std;

struct Base{
public:
    Base(int i) : data(i) {cout << "Base::Base()" << endl;}
    ~Base() {cout << "Base::~Base()" << endl;}
    void print() {cout << "Base::print()" << endl;}
protected:
    void setdata(int i) {data = i;}
private:
    int data;
};

struct Derived : public Base{
    Derived() : name("zju"), address("hangzhou") {}
    void foo(){
        setdata(30);
        print();
    }
private:
    string name;
    string address;
};

int main(){
    Derived d;
    d.print();
    return 0;
}

在子类中，如果我们只初始化自己的成员变量，那么会发生报错：

这是因为我们没给父类进行初始化，编译器走默认构造函数，却发现我们也没有定义默认构造函数，因此，我们需要在子类的构造函数当中也顺便执行父类的构造函数：

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...
    Derived() : name("zju"), address("hangzhou"), Base(10){
        cout << "Derived::Derived()" << endl;
    }
    ~Derived() {
        cout << "Derived::~Derived()" << endl;
    }
...

这里我们同时也加上了子类的析构函数，也可以看到程序这些函数的运行顺序。

根据上面的例子，我们可以有：

  • 子类在初始化时也需要调用父类的构造函数，如果父类的构造函数不是默认的也需要在子类调用
  • 基类的构造函数最先执行，然后是派生类的构造函数

另外，如果我们在子类中重定义成员函数，那么其他父类的重载函数都会变得不可访问

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