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C++ struct也可以繼承(轉載的)

最開始,就讓我們來討論一下一個最最基本,也最最容易被人忽視掉的問題——C++中的struct和class有什麼區別?

如果談到C中的struct和C++中的class的區別,你應該會告訴我很多。但我現在說的是C++中的struct,你還會依然那樣告訴我嗎?你會認為C中的struct和C++中的struct是一樣的嗎?
被我這樣問道,或許你會吱吱嗚嗚的說:不一樣吧。的確,是不一樣,那麼區別在哪裡?
其實,C和C++這兩種語言,除了語法上相似,其理念是完全不同的。C++最初的想法就是對C進行擴充——“abetterc”,但事實上,這樣的“擴充”已經不能再稱之為擴充了,我更願意把C++當成是一種新的語言,而不僅僅是擴充。又或許,C++和C最大的關係,只是他們的名字,如果C++不叫C++,而叫D++,你可能就不會將它們倆的關係想得那麼的緊密了。當然,這些話只是調侃,C++的確是在C的基礎上發展起來的。
我之所以提到理念不同,關鍵就是指oo,這思想對整個軟體程式設計的衝擊太大,所以我會說C++更像是一種新的語言。
說了這麼多廢話,我們還是回到我們討論的問題上來。
C++中的struct對C中的struct進行了擴充,它已經不再只是一個包含不同資料型別的資料結構了,它已經獲取了太多的功能。
struct能包含成員函式嗎? 能!
struct能繼承嗎?能!!
struct能實現多型嗎?能!!!
有很多人應該已經知道這樣一個事實,但總有些不知道的人,看到這些會感到很驚訝。是的,當我第一次注意到這個事實的時候,我也同樣很吃驚。
既然這些它都能實現,那它和class還能有什麼區別?
最本質的一個區別就是預設的訪問控制,體現在兩個方面:

1)預設的繼承訪問許可權。struct是public的,class是private的。
如果不知道什麼是public繼承,什麼是private繼承的,可以去查書,這裡暫不討論。
你可以寫如下的程式碼:
struct A
{
char a;
};
struct B : A
{
char b;
};
這個時候B是public繼承A的。如果都將上面的struct改成class,那麼B是private繼承A的。這就是預設的繼承訪問許可權。所以我們在平時寫類繼承的時候,通常會這樣寫:
struct B : public A
就是為了指明是public繼承,而不是用預設的private繼承。
當然,到底預設是public繼承還是private繼承,取決於子類而不是基類。我的意思是,struct可以繼承class,同樣class也可以繼承struct,那麼預設的繼承訪問許可權是看子類到底是用的struct還是class。如下:
struct A{};
class B : A{};//private繼承
struct C : B{}; //public繼承
2)struct作為資料結構的實現體,它預設的資料訪問控制是public的,而class作為物件的實現體,它預設的成員變數訪問控制是private的。
注意我上面的用詞,我依舊強調struct是一種資料結構的實現體,雖然它是可以像class一樣的用。我依舊將struct裡的變數叫資料,class內的變數叫成員,雖然它們並無區別。其實,到底是用struct還是class,完全看個人的喜好,你可以將你程式裡所有的class全部替換成struct,它依舊可以很正常的執行。但我給出的最好建議,還是:當你覺得你要做的更像是一種資料結構的話,那麼用struct,如果你要做的更像是一種物件的話,那麼用class。
當然,我在這裡還要強調一點的就是,對於訪問控制,應該在程式裡明確的指出,而不是依靠預設,這是一個良好的習慣,也讓你的程式碼更具可讀性。

說到這裡,很多瞭解的人或許都認為這個話題可以結束了,因為他們知道struct和class的“唯一”區別就是訪問控制。很多文獻上也確實只提到這一個區別。
但我上面卻沒有用“唯一”,而是說的“最本質”,那是因為,它們確實還有另一個區別,雖然那個區別我們平時可能很少涉及。那就是:“class”這個關鍵字還用於定義模板引數,就像“typename”。但關鍵字“struct”不用於定義模板引數。這一點在StanleyB.Lippman寫的Inside the C++ Object Model有過說明。
問題討論到這裡,基本上應該可以結束了。但有人曾說過,他還發現過其他的“區別”,那麼,讓我們來看看,這到底是不是又一個區別。
還是上面所說的,C++中的struct是對C中的struct的擴充,既然是擴充,那麼它就要相容過去C中struct應有的所有特性。例如你可以這樣寫:
struct A//定義一個struct
{
char c1;
int n2;
double db3;
};
A a={‘p’,7,3.1415926}; //定義時直接賦值
也就是說struct可以在定義的時候用{}賦初值。那麼問題來了,class行不行呢?將上面的struct改成class,試試看。報錯!噢~於是那人跳出來說,他又找到了一個區別。我們仔細看看,這真的又是一個區別嗎?
你試著向上面的struct中加入一個建構函式(或虛擬函式),你會發現什麼?對,struct也不能用{}賦初值了。的確,以{}的方式來賦初值,只是用一個初始化列表來對資料進行按順序的初始化,如上面如果寫成Aa={‘p’,7};則c1,n2被初始化,而db3沒有。這樣簡單的copy操作,只能發生在簡單的資料結構上,而不應該放在物件上。加入一個建構函式或是一個虛擬函式會使struct更體現出一種物件的特性,而使此{}操作不再有效。事實上,是因為加入這樣的函式,使得類的內部結構發生了變化。而加入一個普通的成員函式呢?你會發現{}依舊可用。其實你可以將普通的函式理解成對資料結構的一種演算法,這並不打破它資料結構的特性。至於虛擬函式和普通成員函式有什麼區別,我會具體寫篇文章討論。
那麼,看到這裡,我們發現即使是struct想用{}來賦初值,它也必須滿足很多的約束條件,這些條件實際上就是讓struct更體現出一種資料機構而不是類的特性。那為什麼我們在上面僅僅將struct改成class,{}就不能用了呢?其實問題恰巧是我們之前所講的——訪問控制!你看看,我們忘記了什麼?對,將struct改成class的時候,訪問控制由public變為private了,那當然就不能用{}來賦初值了。加上一個public,你會發現,class也是能用{}的,和struct毫無區別!!!
做個總結,從上面的區別,我們可以看出,struct更適合看成是一個數據結構的實現體,class更適合看成是一個物件的實現體。所以我會提出什麼時候用struct什麼時候用class的建議。如果你有不同的看法,歡迎討論