原理探秘: C++ 继承的底层实现
2023-07-13 02:48:23
深夜i
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C++
继承
底层实现
原理探秘
OOP（面向对象编程）
C++ 继承是面向对象编程的核心特性之一，它使得类与类之间能够建立起层次关系，这种层次关系是通过将某些属性和行为从父类“继承”到子类来实现的。虽然我们可以很方便地使用继承来实现复杂的程序设计，但是它的底层实现却十分复杂。本文将探讨 C++ 继承的底层实现原理，帮助你更好地理解面向对象编程的本质。
首先，我们来回顾一下 C++ 继承的几种类型。C++ 支持公有继承、私有继承和保护继承。在公有继承中，父类的公有成员和保护成员都会成为子类的公有成员和保护成员；在私有继承中，父类的公有成员和保护成员都会成为子类的私有成员；在保护继承中，父类的公有成员和保护成员都会成为子类的保护成员。基于这些类型的继承，C++ 继承的底层实现便得以展开。
公有继承是 C++ 继承中最常用的一种类型。在公有继承中，派生类直接拥有基类中的公有成员和保护成员。在 C++ 看来，这是一种简单的结构体内存布局和一种特殊的访问控制机制。在内存中，派生类的对象会包含基类的对象。这称为子对象。因此，当我们创建一个派生类对象时，它会同时创建一个基类对象。派生类的方法和成员函数可以使用基类的方法和成员函数，这样就可以在派生类方法中重写基类方法。
私有继承是 C++ 继承中最少使用的一种类型，这是因为它会将基类中的公有成员和保护成员都转换为派生类的私有成员。在 C++ 看来，私有继承是对基类成员访问权限的限制。这种限制使得基类中的成员只能通过派生类访问，而无法在派生类以外的位置访问。在内存中，私有继承和公有继承类似，派生类的对象也包含基类的对象。但是，由于基类成员的访问权限被限制，因此不能在派生类外部直接访问基类成员。
保护继承是 C++ 继承中相对简单的一种类型。在保护继承中，基类中的公有成员和保护成员都会成为派生类的保护成员。在 C++ 看来，保护继承是对基类成员访问权限的一种中间形式。这种访问权限使得基类成员只能在派生类和派生类的子类中访问。在内存中，保护继承和公有继承类似。
总之，无论使用哪种类型的 C++ 继承，其底层实现都是基于结构体内存布局和一种特殊的访问控制机制。这种机制使得派生类可以“继承”基类中的属性和方法，从而实现类与类之间的层次关系。虽然 C++ 继承的底层实现非常复杂，但是它的概念和用法却是十分简单的。理解 C++ 继承的原理和实现是成为一名优秀的面向对象程序员的必经之路。
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