多重继承与虚继承
1.单继承和多重继承的区别
单继承：子类只有一个父类
多重继承：一个类如果具备了多个其它类的特点，就可以使用多重继承
情况一：子类继承了多个父类
圆桌： 继承圆和桌子
骡子： 继承马和驴
豹子： 继承猫科动物和哺乳动物
情况二：A派生出B，B派生出C C接着派生(重点)
直接父类：Cat就是波斯猫的直接父类
间接父类：Animal就是波斯猫的间接父类
Animal --》Cat --》波斯猫 --》其他猫
环状继承(菱形继承)
A动物
哺乳B C猫科
D豹子
产生的问题：
问题一：A被构建了多次，浪费了存储空间(希望A只构建一次)
问题二：二义性问题，通过D去调用A里面的方法有两条途径(一条通过B调用，还有一条通过C调用)
2.语法规则
class 子类的名字:public 父类1,public 父类2 //公有继承
{
}
- 子类大小: 所有父类大小之和+子类本身的大小，满足字节对齐
- 构造函数调用顺序：多个父类从左到右调用
- 析构函数调用顺序：多个父类从右到左调用
- 指定调用父类的构造函数
roundtable(int newr, int w,int h):circle(newr),desk(w,h)
{
}
注意：指定的时候多个父类的顺序无所谓，最终父类构造函数调用的顺序以当初继承时候书写的左右顺序为准
示例代码：多重继承子类指定父类的构造
#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
/*
多重继承子类指定父类的构造
*/
class Catamount //猫科动物
{
public:
Catamount()
{
cout<<"猫科构造"<<endl;
}
Catamount(int n)
{
cout<<"猫科构造,带int参数： "<<n<<endl;
}
~Catamount()
{
cout<<"猫科析构"<<endl;
}
};
class Mammal //哺乳动物
{
public:
Mammal()
{
cout<<"哺乳构造"<<endl;
}
Mammal(string name)
{
cout<<"哺乳构造,带string的参数: "<<name<<endl;
}
~Mammal()
{
cout<<"哺乳析构"<<endl;
}
};
class Leopard:public Mammal,public Catamount
{
public:
//情况1：部分指定,指定了哺乳动物,没有指定的依然使用无参构造
// Leopard():Mammal("草")
// Leopard():Catamount(666)
//情况2：完全指定
// 完全指定的时候，指定父类构造函数的顺序无所谓
Leopard():Catamount(888),Mammal("肉")
// Leopard():Mammal("肉"),Catamount(888)
{
cout<<"豹子构造"<<endl;
}
~Leopard()
{
cout<<"豹子析构"<<endl;
}
};
int main(int argc,char **argv)
{
Leopard l1;
return 0;
}
/*
输出结果：
情况1：
哺乳构造,带string的参数: 草 / 哺乳构造
猫科构造 / 猫科构造,带int参数： 666
豹子构造 / 豹子构造
豹子析构 / 豹子析构
猫科析构 / 猫科析构
哺乳析构 / 哺乳析构
情况2：
哺乳构造,带string的参数: 肉
猫科构造,带int参数： 888
豹子构造
豹子析构
猫科析构
哺乳析构
*/
- 子类出现跟父类同名的方法(子类隐藏了父类的同名方法)
round.getarea(); //圆桌自己的getarea
round.Circle::getarea(); //圆桌对象调用父类Circle的getarea
round.Desk::getarea(); //圆桌对象调用父类Desk的getarea
示例代码：多重继承子类隐藏父类的同名方法
#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
/*
多重继承子类隐藏父类的同名方法
*/
class Catamount //猫科动物
{
public:
void eat()
{
cout<<"猫科动物吃"<<endl;
}
};
class Mammal //哺乳动物
{
public:
void eat()
{
cout<<"哺乳动物吃"<<endl;
}
};
class Leopard:public Mammal,public Catamount
{
public:
void eat()
{
cout<<"豹子吃"<<endl;
}
};
int main(int argc,char **argv)
{
Leopard l1;
l1.eat(); //两个父类的eat都被隐藏
//调用父类的eat
l1.Mammal::eat();
l1.Catamount::eat();
return 0;
}
/*
执行结果：
豹子吃
哺乳动物吃
猫科动物吃
*/
3.虚继承解决多重继承遇到的bug
示例代码：环状继承引发的问题
#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
/*
环状继承引发的问题？
问题1：Animal被构建多次
浪费了存储空间，C++希望Animal只构建一次
问题2：豹子调用eat方法提示二义性
*/
class Animal
{
public:
Animal()
{
cout<<"Animal无参构造了"<<endl;
}
void eat()
{
cout<<"Animal eat"<<endl;
}
};
class Catamount:public Animal //猫科动物
{
public:
Catamount()
{
cout<<"Catamount无参构造"<<endl;
}
};
class Mammal:public Animal //哺乳动物
{
public:
Mammal()
{
cout<<"Mammal无参构造"<<endl;
}
};
class Leopard:public Mammal,public Catamount
{
public:
Leopard()
{
cout<<"Leopard无参构造"<<endl;
}
};
int main(int argc,char **argv)
{
Leopard l1;
//编译报错：提示eat有二义性
// l1.eat(); // error: request for member ‘eat’ is ambiguous
//解决问题2：但是无法解决问题1
l1.Mammal::eat();
l1.Catamount::eat();
return 0;
}
/*
执行结果：
问题1： 可以看出Animal类被创建的2次
Animal无参构造了
Mammal无参构造
Animal无参构造了
Catamount无参构造
Leopard无参构造
问题2： 可以解决报错，但无法解决问题1
Animal无参构造了
Mammal无参构造
Animal无参构造了
Catamount无参构造
Leopard无参构造
Animal eat
Animal eat
*/
3.1 虚基类：
\quad 虚基类使得从多个类(B和C)它们的基类相同，共同的虚基类是(A)派生出(D)的对象只继承一个基类对象（通俗的讲就是子类使用virtual继承了父类，这个父类就是虚基类）
3.2 语法规则：
class 子类:virtual public 父类
class 子类:public virtual 父类
{
};
virtual和public的次序无关紧要
3.3 总结：普通继承跟虚继承的区别
- 虚继承可以解决二义性和A被构建多次这两个问题，普通继承不能解决；虚继承通过增加一个指针(浪费了一点存储空间)，换取了更高的效率
- 只要一个类虚继承了其它类，那么该类所有的对象中都会新增一个指针，该指针专门用来指向系统中
虚基类表的首地址
3.4 虚基类表：
C++中专门用来存放虚基类地址的一种数据结构
底层原理如下：
示例代码：虚继承跟普通继承(没有使用virtual)的区别
#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
/*
虚继承的底层原理(虚继承跟普通继承(没有使用virtual)的区别):
1.如果一个子类虚继承了另外一个父类，子类的地址空间中会多出一个指针
2.指针的作用：用来指向虚基类表的首地址
*/
class Animal
{
public:
Animal()
{
cout<<"Animal无参构造了"<<endl;
}
void eat()
{
cout<<"Animal eat"<<endl;
}
};
class Catamount:virtual public Animal //猫科动物
{
public:
Catamount()
{
cout<<"Catamount无参构造"<<endl;
}
private:
int m_age;
};
class Mammal:virtual public Animal //哺乳动物
{
public:
Mammal()
{
cout<<"Mammal无参构造"<<endl;
}
};
class Leopard:public Mammal,public Catamount
{
public:
Leopard()
{
cout<<"Leopard无参构造"<<endl;
}
};
int main(int argc,char **argv)
{
cout<<"猫科类的大小："<<sizeof(Catamount)<<endl; // 猫科类的大小：16
cout<<"哺乳类的大小："<<sizeof(Mammal)<<endl; // 哺乳类的大小：8
return 0;
}
/*
执行结果：
Leopard l1;
l1.eat(); 时，输出：
Animal无参构造了
Mammal无参构造
Catamount无参构造
Leopard无参构造
Animal eat
*/