C++打字和 OOP 子类

Question

我有点困惑：

• 如果我有一个基类 A 和一个扩展 A 的类 B，那么 A 类型的变量是否可以保存 B 类型的值，反之亦然？

如果是，为什么？即使B是从A派生出来的，它们不是完全不同吗？类型安全怎么样？

• 如果可以的话，使用时需要注意什么？ 这在性能方面会如何？

注意：抱歉，如果我问了太多问题，请忽略它们，只关注那些用列表装饰点“标记”的问题:) 另外，这不是我的家庭作业。我是一名业余程序员，拥有使用 OOP 编写脚本语言的技能，但对于 C++ 中的 OOP 键入还比较陌生。

Answer 1

如果你这样做：

B b;
A a = b;

那么你就会得到“切片”。 a 将仅包含 b 的 A 部分。

但您可以拥有引用/指针：

B b;
A &ra = b;
A *pa = &b;

在这种情况下，ra 和pa 只是引用/指向真正的B 对象。这是因为公共继承模拟了 IS-A 关系。使用更具描述性的名称更容易理解。将 A 和 Animal 和 B 视为 狒狒。 狒狒是动物，因此通过使用引用/指针，您可以将狒狒视为更通用的动物 > 类型。

Answer 2

指向 A 类对象的指针或引用可以指向/引用B类的对象。这是因为，如果 B 派生自 A，则 B is-a A 。 B 类的每个对象都具有 A 类的所有成员变量和函数，以及 B 特有的成员变量和函数。

class A
{
   public:
      virtual ~A();
      void foo();
};

class B : public A
{
   public:
      void bar();
};

A * a = new B;
a->foo(); // perfectly valid, B inherits foo() from A
//a->bar(); // compile-time error, bar() is only defined in B
delete a; // make sure A has a virtual destructor!

通常，当您想通过虚函数利用多态行为时，会使用此类代码。

Answer 3

并不是相反，但性能并不是这里的正确问题。如果您决定进行面向对象设计，请不要因为性能问题而牺牲正确的抽象。过早的优化是万恶之源。祝你好运！

Answer 4

A 类型的变量可以保存 B 类型的值（对于“hold”的某些定义，如其他答案所解释的），但绝对不能反之亦然。打破一个标准示例：

class Animal {};
class Dog : public Animal {};
class Cat : public Animal {};

这是合法的，因为 Cat 派生自 Animal：

Cat c;
Animal& a = c;

这不是：

Animal a;
Cat& c = a;

这是类型安全的，因为您已将其定义为如此;继承的全部意义在于允许这种事情发生，因此您可以继续调用通用 Animal 变量上的方法，而无需知道其中存储的基类是什么。至于性能问题，调用虚拟方法会更慢，因为要决定实际调用哪个方法（例如，Cat::foo() 与 Dog::foo()） ，取决于存储在变量中的 Animal 的特定类型）必须在运行时发生 - 这称为动态调度。对于非虚拟方法，决策可以在编译时发生