C++中基類和派生類之間的轉(zhuǎn)換實(shí)例教程
本文實(shí)例講解了C++中基類和派生類之間的轉(zhuǎn)換。對于深入理解C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)有一定的幫助作用。此處需要注意:本文實(shí)例講解內(nèi)容的前提是派生類繼承基類的方式是公有繼承,關(guān)鍵字public。具體分析如下:
以下程序?yàn)橹v解示例:
#include<iostream> using namespace std; class A { public: A(int m1, int n1):m(m1), n(n1){} void display(); private: int m; int n; }; void A::display() { cout << "m = " << m << endl; cout << "n = " << n << endl; } class B :public A { public: B(int m1, int n1, int p1) :A(m1, n1), p(p1){} void display(); private: int p; }; void B::display() { A::display(); cout << "p = " << p << endl; } void print1(A& a) { a.display(); } void print2(B& b) { b.display(); } void print3(A a) { a.display(); } void print4(B b) { b.display(); } int main() { A a(3, 4); // a.display(); B b(10, 20, 30); // b.display(); A * pa; B * pb; pa = &a; // pa->display(); pb = &b; // pb->display(); // pa = &b; // pa->display(); // pb = &a; //錯誤。派生類指針不能指向基類對象。 // print1(b); // print2(a); //錯誤。不能用基類對象給派生類引用賦值。 // print3(b); // print4(a); //錯誤。不能用基類對象給派生類對象賦值。 // pb = pa; //不能用基類指針給派生類指針賦值。 pb = (B*)pa; //可以強(qiáng)制轉(zhuǎn)換,但是非常不安全。 pb->display(); //出現(xiàn)安全問題,p無法訪問,因?yàn)閍中沒有p成員 system("pause"); return 0; }
切記:派生類對象是基類對象,派生類中包含有基類的成員?;悓ο蟛皇桥缮悓ο?,它不能包含派生類型的成員。
一、派生類到基類的轉(zhuǎn)化
1.派生類對象地址賦值給基類指針
main函數(shù)中執(zhí)行以下代碼
A a(3, 4); // a.display(); B b(10, 20, 30); // b.display(); A * pa; // B * pb; // pa = &a; // pa->display(); // pb = &b; // pb->display(); pa = &b; pa->display(); //會輸出 10 20
pa為基類指針,指向派生類對象是合法的,因?yàn)榕缮悓ο笠彩腔悓ο?。語句會輸出派生類對象中基類部分。
注意:這里并不會調(diào)用派生類的display函數(shù),調(diào)用的是基類的display函數(shù),因?yàn)橹羔榩a是基類指針,編譯器在編譯階段只知道pa的類型。如果要實(shí)現(xiàn)調(diào)用派生類的display函數(shù),需要用到虛函數(shù)實(shí)現(xiàn)多態(tài)性。之后的文章會講到。
進(jìn)一步解釋一下編譯時和運(yùn)行時的區(qū)別。
編譯時編譯器能知道pa的類型為A *,但是不知道它指向了哪個對象,假如有以下語句
A a(3, 4); B b(10, 20, 30); A* pa; int number; cin >> number; if (number >= 0) pa = &a; else pa = &b;
pa指向的對象類型依賴于輸入,運(yùn)行時才輸入,所以編譯器是沒有辦法知道pa指向哪個類型的。
2.派生類對象賦值給基類引用
引用跟指針基本沒有區(qū)別,引用本質(zhì)上是指針,是個指針常量,具體可以參照我的另一篇C++中的引用和指針的聯(lián)系和區(qū)別
main函數(shù)中執(zhí)行以下代碼
A a(3, 4); B b(10, 20, 30); print1(b); //會輸出 10 20
形參為基類引用,實(shí)參為派生類對象,派生類對象也是基類對象,可以賦值給基類引用。輸出派生類中基類部分。
注意:此時對象本身并未復(fù)制,b仍然是派生類對象,前面說過了引用就是一個指針。
3.派生類對象賦值給基類對象。
A a(3, 4); B b(10, 20, 30); print3(b);
派生類對象基類部分被復(fù)制給形參。
注意:實(shí)際上沒有從派生類對象到基類對象的直接轉(zhuǎn)換。對基類對象的賦值或初始化,實(shí)際上在調(diào)用函數(shù),初始化時調(diào)用構(gòu)造函數(shù),賦值時調(diào)用賦值操作符。
二、基類到派生類的轉(zhuǎn)化
切記:這種轉(zhuǎn)換有可能引發(fā)嚴(yán)重的安全問題,編寫代碼時不要使用。沒有基類到派生類的自動轉(zhuǎn)換,原因在于基類對象只能是基類對象,不能包含派生類型的成員。
如果允許用基類對象給派生類對象賦值,那么就可以試圖使用該派生類對象訪問不存在的成員。
A a(3, 4); B b(10, 20, 30); A * pa; B * pb; // print2(a); //錯誤。不能用基類對象給派生類引用賦值。 // print4(a); //錯誤。不能用基類對象給派生類對象賦值。 // pb = &a; //錯誤。派生類指針不能指向基類對象。 pa = &a; pb = &b; //pb = pa; //錯誤。不能用基類指針給派生類指針賦值。 pb = (B*)pa; //可以強(qiáng)制轉(zhuǎn)換,但是非常不安全。 pb->display(); //出現(xiàn)安全問題,p無法訪問,因?yàn)閍中沒有p成員
注意到我們使用強(qiáng)制轉(zhuǎn)換時,當(dāng)派生類添加了基類中不存在的成員時,會出現(xiàn)安全問題。
pb->display();會調(diào)用派生類的display函數(shù),但是它指向的內(nèi)存是基類對象a的內(nèi)存,p不存在。會出現(xiàn)嚴(yán)重后果。
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