C++中的继承（下）

🧸🧸🧸各位大佬大家好，我是猪皮兄弟🧸🧸🧸

一、如何定义一个不能被继承的类

1.私有父类的构造函数

因为父类构造函数的私有，继承过来的构造函数不可见
C++98通过这种方式在实例化的时候间接做到

class A
{
public:
	A()
	{}
protected:
	int _a;
};

class B:public A
{
};
int main()
{
	B b;//报错
	return 0;
}
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2.final关键字

C++11就可以通过final关键字直接实现不可再继承（其他类在继承的时候就直接报错）

class A final
{
//	...
};
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final修饰的类也叫做最终类

二、多继承

1.单继承与多继承

单继承：一个子类只有一个直接父类时称这个继承关系时单继承
多继承：一个子类有两个或以上直接父类时称这个继承关系为多继承

class Derive:public Base1,public Base2
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2.拷贝的顺序与继承顺序

从上图可以看出，拷贝的顺序和继承的顺序有关

3.成员的地址映射关系

因为栈的使用习惯是从高地址向低地址存储，但是操作系统访问内存的顺序是从低地址向高地址，所以存储的位置关系是这样的

4.复杂的菱形继承

C++是有多继承的，多继承就是由两个或者以上直接父类，就有可能导致菱形继承的问题，实际当中是很忌讳菱形继承的，所以后面的语言都不支持多继承。

在标准库中，也用到过菱形继承

单继承和多继承会引发一个特别复杂的问题：菱形继承

菱形继承的问题：
1.数据冗余：Person的数据有两份，重复占用空间，构造的时候需要构造两次，拷贝的时候也要拷贝两次等等，都是浪费
2.二义性：就是因为有相同的数据，所以访问的时候不知道去访问谁（会报字段不明确的错误），除非你这里直接去显示的访问(但是终究还是有构造两次，拷贝两次的浪费问题)

5.菱形继承问题的解决–菱形虚拟继承

问题提出

菱形继承问题的解决需要用到虚继承
虚继承的最上面的那个基类被称作 虚基类

class Student: virtual public Person
{	
protected:
	int _num;
};
class Teacher: virtual public Person
{	
protected:
	int _id;
};
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通过虚继承，能让继承下来的重复数据只有一份

他是怎么做的呢？
虚继承会在原来放虚基类成员的地方放一个指针，这个指针指向的表称为虚基表，存的是偏移量，因为菱形继承使用虚继承，需要被放在虚基表中的成员就是虚基类中的(只需要存一个指针，去找到虚基表，就可以找到多个虚基类的成员)
所以同一把虚基类的成员放在最下面，用偏移量来找

验证

验证：

可以看出两个东西
1.存储虚基类成员的位置换成了指向虚基表的指针
2.虚基类的成员放在了最下面(为什么等会儿说)，之所以没看到_a=1是因为被_a=2覆盖了，因为这时的两个_a是同一个。也就解决了菱形继承带来的数据冗余和二义性的问题

然年再继续找到他的B的虚基表，看到存的是14，因为是六进制数，所以应该是20，正好对应_a的位置。所以能看出它存储的是偏移量

从这么一点数据量来看的话，确实没有节省空间，甚至还多了，但是如果这个公共的资源很大呢？原来需要很大的空间来存储两份，现在只需要两个指针和存储一份

虚继承遇到赋值兼容转换(切割或切片)

虚继承时，如果遇到切割/切片会发生什么

因为B是虚继承，所以会有一张虚表，他是通过d中从虚表拿到偏移量，找到_a(基类的资源)，再进行切片，重新初始化b对象中的虚表。

另外，也因为赋值兼容转换，所以要保证对象的存储模型的一致。

用虚继承可以解决菱形继承的问题，但是还是付出了一些代价的，无论是访问的效率还是复杂程度，但是也是在可接受的范围之内，但是菱形继承，能不用就不用

三、其他问题

1.继承和组合

继承一般都指公有继承
继承是一种is-a的关系，也即是说每个派生类对象都是一个基类对象(人-学生，植物-花)
组合是一种has-a的关系，假设B组合了A，每个B对象中都有一个A对象，组合也是复用，与继承的区别就在于组合受到权限的一些限制，比如继承能用基类的protected，组合就不行（比如轮胎-车 眼睛-头就是组合）

class C
{
};
class D
{
protected:
	C _c;
};
//这就是一个组合 has-a
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2.优先选用组合

继承允许根据基类的实现来定义派生类的实现，这种通过生成派生类的复用称为白箱复用(white-box reuse)，在继承方式中，基类的内部细节对子类可见，继承一定程度上破坏了基类的封装。基类的改变，对派生类有很大的影响，派生类和基类间的依赖关系很强，耦合度高。

对象组合式类继承之外的一种复用方式，新的更复杂的功能可以通过组装或组合对象的方式来获得，对象组合要求被组合的对象有良好定义的接口，这种看不见底层细节的复用方式称为黑箱复用(black-box reuse).所以组合间没有很强的依赖关系，耦合度低。

优先选用组合有助于保持每个类的封装

但是有些关系就是要用继承(is-a)的，另外要实现多态，也必须要继承。类和类的关系可以用组合就用组合，关系越松散，执行效率越高，短板效应。

比如说A有10个成员，1个公有，9个保护
B继承A，A的任意改变都会改变B，有十种关联关系
组合的话，语法上就限制了保护的成员我用不了，所以不改这个公有就和我没有瓜西，只有一种关联关系。