目錄

01.概念

02.虛擬繼承

原理

03.繼承和組合

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01.概念

單繼承：

一個子類只有一個父類時，稱這種繼承關系為單繼承。

多繼承：

一個子類同時有兩個及以上的父類時，稱這種繼承關系為多繼承。

菱形繼承：

菱形繼承是多繼承的一種特殊形式。

#include<iostream>
using namespace std;
class Person
{
public:string _name; // 姓名
};
class Student : public Person
{
protected:int _num; //學號
};
class Teacher : public Person
{
protected:int _id; // 職工編號
};
class Assistant : public Student, public Teacher
{
protected:string _majorCourse; // 主修課程
};
void Test()
{// 這樣會有二義性無法明確知道訪問的是哪一個Assistant a;a._name = "peter";// 需要顯示指定訪問哪個父類的成員可以解決二義性問題，但是數據冗余問題無法解決a.Student::_name = "xxx";a.Teacher::_name = "yyy";
}

在上述結構中，類 Assistant?通過類 teacher 和類 student 兩次繼承了類 person，導致 Assistant 具有兩份 person 的副本。這會帶來以下問題：

1. 內存浪費： Assistant 有兩個 person 的副本。
2. 二義性：訪問 person 中的成員變量或方法時，編譯器無法確定是通過 teacher?還是 student?繼承的 person。

?

02.虛擬繼承

虛擬繼承可以解決菱形繼承的二義性和數據冗余問題，如上面的繼承關系，在student和teacher的繼承person時使用虛擬繼承，即可解決問題。

class Person
{
public:string _name; // 姓名
};
class Student : virtual public Person
{
protected:int _num; //學號
};
class Teacher : virtual public Person
{
protected:int _id; // 職工編號
};
class Assistant : public Student, public Teacher
{
protected:string _majorCourse; // 主修課程
};
void Test()
{Assistant a;a._name = "peter";
}

此時就不存在了對_name訪問不明確的問題，因為虛擬繼承保證在整個繼承層次中只存在一份基類的實例。

原理

我們用一個簡化的菱形繼承體系，再借助內存窗口觀察對象成員的模型。

class A
{
public:int _a;
};
// class B : public A
class B : virtual public A
{
public:int _b;
};
// class C : public A
class C : virtual public A
{
public:int _c;
};
class D : public B, public C
{
public:int _d;
};
int main()
{D d;d.B::_a = 1;d.C::_a = 2;d._b = 3;d._c = 4;d._d = 5;return 0;
}

下面是菱形繼承的內存對象成員模型：這里可以看到數據冗余：

下面是菱形虛擬繼承的內存對象成員模型：

這里可以分析出D對象中將A放到了最下面，這個A同時屬于B和C，那么B和C如何去找到公共的A呢？這里是通過了B和C的兩個指針，指向的一張表。這兩個指針叫虛基表指針，這兩個表叫虛基表。虛基表中存的偏移量。通過偏移量可以找到下面的A。?

03.繼承和組合

繼承是一種“is-a”關系，表示一個類是另一個類的特殊化。通過繼承，子類可以獲得父類的屬性和方法。

特點

1. 代碼復用：子類繼承了父類的屬性和方法，減少了代碼重復。
2. 層次結構：形成類的層次結構，表示通用和特定的關系。
3. 多態性：通過繼承，可以實現多態，即使用父類引用指向子類對象。

組合是一種“has-a”關系，表示一個類包含另一個類作為其成員。組合通常用于表示類之間的部分-整體關系。

特點

1. 靈活性：組合比繼承更加靈活，可以動態地改變組合對象的行為。
2. 低耦合度：類之間的耦合度較低，有助于維護和擴展代碼。
3. 封裝性：通過組合，可以將類的實現細節封裝起來，隱藏復雜性。

class Engine {
public:void start() {cout << "Engine started" << endl;}
};class Car {
private:Engine engine; // Car 包含一個 Engine 對象public:void start() {engine.start(); // 使用 Engine 的方法cout << "Car started" << endl;}
};int main() {Car myCar;myCar.start(); // 組合了 Engine 對象return 0;
}

在這個例子中，Car 包含一個 Engine 對象，因此 Car “擁有” 一個 Engine。

繼承 vs 組合

• 繼承：

  • 優點：代碼復用、層次結構、多態性。
  • 缺點：強耦合，子類依賴于父類的實現，修改父類可能會影響到所有子類。

• 組合：

  • 優點：靈活性高，低耦合度，易于維護和擴展。
  • 缺點：可能需要編寫更多的代碼來包裝組合對象的功能。

實際盡量多去用組合。組合的耦合度低，代碼維護性好。不過繼承也有用武之地的，有 些關系就適合繼承那就用繼承，另外要實現多態，也必須要繼承。類之間的關系可以用 繼承，可以用組合，就用組合。

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