在C++编程语言中,继承和派生是面向对象编程的重要概念,它们允许创建类之间的层次结构,实现代码重用和多态性。下面将详细解析给定的几个C++习题,以便更好地理解继承和派生的工作原理。
**习题1**:
在这个例子中,`base` 是基类,`subs` 是派生自 `base` 的子类。程序的输出展示了构造函数和析构函数的调用顺序。当创建 `subs` 类的对象 `s` 时,首先调用基类 `base` 的构造函数,然后调用派生类 `subs` 的构造函数。在对象生命周期结束时,先调用派生类的析构函数,最后调用基类的析构函数。因此,输出顺序为:`constructing base class`,`constructing sub class`,`destructing sub class`,`destructing base class`。
**习题2**:
这个例子中,`subs` 类不仅继承了 `base`,还在内部包含了 `base` 类的一个对象 `bobj`。创建 `subs` 对象时,首先调用基类 `base` 的构造函数初始化 `subs` 中的对象成员 `bobj`,接着调用基类 `base` 的构造函数初始化 `subs` 本身,然后是 `subs` 类的构造函数。析构顺序则相反。所以输出为:`constructing base class`,`n=1`(初始化 `subs` 中的 `base` 对象),`constructing base class`,`n=3`(初始化 `subs` 对象中的 `bobj`),`constructing sub class`,`m=2`,`destructing sub class`,`destructing base class`,`destructing base class`。
**习题3**:
在这个例子中,`A` 是基类,`B` 和 `C` 都是派生自 `A` 的子类,而 `D` 类同时继承了 `B` 和 `C`。由于没有使用虚拟继承,`D` 类中有两个独立的 `A` 类的副本,分别通过 `B` 和 `C` 访问。因此,对 `D` 对象的 `B::n` 和 `C::n` 的赋值是相互独立的,输出为:`10,20`。
**习题4**:
这个例子与习题3类似,但使用了虚拟继承。`B` 和 `C` 都是虚拟继承自 `A`,这意味着在 `D` 类中只有一个共享的 `A` 类实例。然而,由于题目中的 `getn` 函数返回的是 `B` 的 `n`,而不是共享的 `A` 的 `n`,因此 `d.B::n` 和 `d.C::n` 仍然表示不同的数据成员,即使它们都是对同一个 `A` 类实例的引用。因此,输出依然为:`10,20`。
总结起来,C++中的继承和派生机制允许我们构建复杂的类层次结构。派生类可以继承基类的属性和行为,并可以添加或重定义自己的特性。在构造和析构过程中,构造函数的调用顺序遵循从基类到派生类的顺序,而析构函数的调用顺序则相反。当类层次结构中包含多个基类时,非虚拟继承可能导致数据成员的副本,而虚拟继承则能确保共享基类的实例。在处理含有对象成员的类时,需要特别注意构造和析构的顺序,以及如何访问不同路径下的相同基类成员。