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C++的基類和派生類構造函數

基類的成員函數可以被繼承,可以通過派生類的對象訪問,但這僅僅指的是普通的成員函數,類的構造函數不能被繼承。構造函數不能被繼承是有道理的,因為即使繼承了,它的名字和派生類的名字也不一樣,不能成為派生類的構造函數,當然更不能成為普通的成員函數。

在設計派生類時,對繼承過來的成員變量的初始化工作也要由派生類的構造函數完成,但是大部分基類都有 private 屬性的成員變量,它們在派生類中無法訪問,更不能使用派生類的構造函數來初始化。

這種矛盾在C++繼承中是普遍存在的,解決這個問題的思路是:在派生類的構造函數中調用基類的構造函數。

下面的例子展示了如何在派生類的構造函數中調用基類的構造函數:

    #include
    using namespace std;
    //基類People
    class People{
    protected:
        char *m_name;
        int m_age;
    public:
        People(char*, int);
    };
    People::People(char *name, int age): m_name(name), m_age(age){}
    //派生類Student
    class Student: public People{
    private:
        float m_score;
    public:
        Student(char *name, int age, float score);
        void display();
    };
    //People(name, age)就是調用基類的構造函數
    Student::Student(char *name, int age, float score): People(name, age), m_score(score){ }
    void Student::display(){
        cout<

運行結果為:小明的年齡是16,成績是90.5。

請注意第 23 行代碼:

Student::Student(char *name, int age, float score): People(name, age), m_score(score){ }

People(name, age)就是調用基類的構造函數,并將 name 和 age 作為實參傳遞給它,m_score(score)是派生類的參數初始化表,它們之間以逗號,隔開。也可以將基類構造函數的調用放在參數初始化表后面:

Student::Student(char *name, int age, float score): m_score(score), People(name, age){ }

但是不管它們的順序如何,派生類構造函數總是先調用基類構造函數再執行其他代碼(包括參數初始化表以及函數體中的代碼),總體上看和下面的形式類似:

    Student::Student(char *name, int age, float score){
        People(name, age);
        m_score = score;
    }

當然這段代碼只是為了方便大家理解,實際上這樣寫是錯誤的,因為基類構造函數不會被繼承,不能當做普通的成員函數來調用。換句話說,只能將基類構造函數的調用放在函數頭部,不能放在函數體中。另外,函數頭部是對基類構造函數的調用,而不是聲明,所以括號里的參數是實參,它們不但可以是派生類構造函數參數列表中的參數,還可以是局部變量、常量等,例如

Student::Student(char *name, int age, float score): People("小明", 16), m_score(score){ }

構造函數的調用順序

從上面的分析中可以看出,基類構造函數總是被優先調用,這說明創建派生類對象時,會先調用基類構造函數,再調用派生類構造函數,如果繼承關系有好幾層的話,例如:

A --> B --> C

那么創建 C 類對象時構造函數的執行順序為:

A類構造函數 --> B類構造函數 --> C類構造函數

構造函數的調用順序是按照繼承的層次自頂向下、從基類再到派生類的。還有一點要注意,派生類構造函數中只能調用直接基類的構造函數,不能調用間接基類的。

以上面的 A、B、C 類為例,C 是最終的派生類,B 就是 C 的直接基類,A 就是 C 的間接基類。

C++ 這樣規定是有道理的,因為我們在 C 中調用了 B 的構造函數,B 又調用了 A 的構造函數,相當于 C 間接地(或者說隱式地)調用了 A 的構造函數,如果再在 C 中顯式地調用 A 的構造函數,那么 A 的構造函數就被調用了兩次,相應地,初始化工作也做了兩次,這不僅是多余的,還會浪費CPU時間以及內存,毫無益處,所以 C++ 禁止在 C 中顯式地調用 A 的構造函數。 

基類構造函數調用規則

事實上,通過派生類創建對象時必須要調用基類的構造函數,這是語法規定。換句話說,定義派生類構造函數時最好指明基類構造函數;如果不指明,就調用基類的默認構造函數(不帶參數的構造函數);如果沒有默認構造函數,那么編譯失敗。請看下面的例子:

    #include 
    using namespace std;
    //基類People
    class People{
    public:
        People();  //基類默認構造函數
        People(char *name, int age);
    protected:
        char *m_name;
        int m_age;
    };
    People::People(): m_name("xxx"), m_age(0){ }
    People::People(char *name, int age): m_name(name), m_age(age){}
    //派生類Student
    class Student: public People{
    public:
        Student();
        Student(char*, int, float);
    public:
        void display();
    private:
        float m_score;
    };
    Student::Student(): m_score(0.0){ }  //派生類默認構造函數
    Student::Student(char *name, int age, float score): People(name, age), m_score(score){ }
    void Student::display(){
        cout<

運行結果:xxx的年齡是0,成績是0。

小明的年齡是16,成績是90.5。

創建對象 stu1 時,執行派生類的構造函數Student::Student(),它并沒有指明要調用基類的哪一個構造函數,從運行結果可以很明顯地看出來,系統默認調用了不帶參數的構造函數,也就是People::People()

創建對象 stu2 時,執行派生類的構造函數Student::Student(char *name, int age, float score),它指明了基類的構造函數。

在第 27 行代碼中,如果將People(name, age)去掉,也會調用默認構造函數,第 37 行的輸出結果將變為:xxx的年齡是0,成績是90.5。

如果將基類 People 中不帶參數的構造函數刪除,那么會發生編譯錯誤,因為創建對象 stu1 時需要調用 People 類的默認構造函數, 而 People 類中已經顯式定義了構造函數,編譯器不會再生成默認的構造函數。

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