C++单继承与多继承的区别|极客笔记

C++单继承与多继承的区别

在C++中，继承是实现代码重用的一种重要方式。它允许我们定义一个类，该类继承自现有类，并重用该类中定义的所有属性和方法。在C++中，有两种继承方式：单继承和多继承。这两种方式有很大的区别，我们在这篇文章中详细讨论这两种继承方式以及它们的优缺点。

单继承

单继承是指一个类只继承一个基类。在C++中，单继承是最常用的继承方式。下面是一个单继承的例子：

class Animal {
public:
    void eat() {
        std::cout << "animal is eating" << std::endl;
    }
};

class Cat : public Animal {
public:
    void meow() {
        std::cout << "cat is meowing" << std::endl;
    }
};

int main() {
    Cat cat;
    cat.eat();
    cat.meow();
    return 0;
}

在上面的例子中，Cat类继承自Animal类。Cat类继承了Animal类中的所有属性和方法，包括eat()方法。在main函数中，我们创建了一个Cat对象并调用了其eat()和meow()方法。

单继承具有以下优点：

类的层次结构比较简单，易于理解和维护。
代码重用性高，因为子类可以重用父类的代码。
派生类只继承了一个基类，没有歧义。

单继承的缺点是：

由于只能从一个基类继承，继承层次比较简单，如果需要实现更复杂的继承关系，可能会变得非常困难。
单继承限制了灵活性，不能同时从多个父类继承不同的属性和方法。

多继承

多继承允许一个类同时继承多个基类。下面是一个多继承的例子：

class Dog {
public:
    void bark() {
        std::cout << "dog is barking" << std::endl;
    }
};

class Cat {
public:
    void meow() {
        std::cout << "cat is meowing" << std::endl;
    }
};

class CatDog : public Dog, public Cat {
public:
    void eat() {
        std::cout << "catdog is eating" << std::endl;
    }
};

int main() {
    CatDog catdog;
    catdog.bark();
    catdog.meow();
    catdog.eat();
    return 0;
}

在上面的例子中，CatDog类同时继承自Dog和Cat类。CatDog类继承了Dog和Cat类中的所有属性和方法。在main函数中，我们创建了一个CatDog对象并调用了其bark()、meow()和eat()方法。

多继承具有以下优点：

可以从多个基类中继承属性和方法，可以更灵活地组织代码。
可以实现更复杂的继承关系。

多继承的缺点是：

继承关系变得更加复杂，可能导致代码难以理解和维护。
如果多个基类中有同名的属性或方法，会产生二义性，需要使用作用域解析符来指定从哪个基类中调用该属性或方法。

代码示例

接下来，我们通过一个代码示例，说明单继承和多继承之间的区别。

我们定义一个基类Shape，它包含一个纯虚函数calcArea()，用于计算图形的面积。然后我们定义两个派生类：Circle和Rectangle，分别继承自Shape。最后我们创建一个类Square，它同时继承自Circle和Rectangle，实现了多继承。

#include <iostream>

class Shape {
public:
    virtual double calcArea() = 0;
};

class Circle : public Shape {
public:
    Circle(double r) : radius(r) {}
    virtual double calcArea() {
        return 3.14 * radius * radius;
    }
protected:
    double radius;
};

class Rectangle : public Shape {
public:
    Rectangle(double w, double h) : width(w), height(h) {}
    virtual double calcArea() {
        return width * height;
    }
protected:
    double width;
    double height;
};

class Square : public Circle, public Rectangle {
public:
    Square(double r, double w, double h) : Circle(r), Rectangle(w, h) {}
};

int main() {
    Circle circle(5);
    std::cout << "Area of circle: " << circle.calcArea() << std::endl;

    Rectangle rectangle(4, 5);
    std::cout << "Area of rectangle: " << rectangle.calcArea() << std::endl;

    Square square(3, 4, 4);
    std::cout << "Area of square: " << square.calcArea() << std::endl;

    return 0;
}

在上述代码中，我们首先定义了一个Shape类，并将calcArea()函数声明为纯虚函数。然后我们定义了两个派生类Circle和Rectangle，它们分别继承了Shape类，实现了自己的calcArea()方法。最后，我们定义了一个多继承类Square，它同时继承了Circle和Rectangle类，并实现了自己的calcArea()方法。

在main()函数中，我们创建了Circle、Rectangle和Square对象，并调用了它们各自的calcArea()方法。可以看到，单继承和多继承之间的区别仅在于Square类。因为Square类继承了Circle和Rectangle类，所以它的calcArea()方法需要调用两个父类的方法来计算面积。

结论

单继承和多继承都是C++中重要的继承方式。单继承简单明了，易于理解和维护，但在实现复杂的继承关系时可能显得捉襟见肘。多继承虽然可以实现更灵活的代码组织，但会增加代码复杂度和二义性，降低代码的可读性和可维护性。在选择继承方式时，需要深入理解继承的概念和实现方式，权衡各种因素，选择最合适的方式来实现所需的功能。