C++ 的基类和派生类构造函数

2023-08-31
四川
本文字数：2586 字
阅读完需：约 8 分钟

基类的成员函数可以被继承，可以通过派生类的对象访问，但这仅仅指的是普通的成员函数，类的构造函数不能被继承。构造函数不能被继承是有道理的，因为即使继承了，它的名字和派生类的名字也不一样，不能成为派生类的构造函数，当然更不能成为普通的成员函数。

在设计派生类时，对继承过来的成员变量的初始化工作也要由派生类的构造函数完成，但是大部分基类都有 private 属性的成员变量，它们在派生类中无法访问，更不能使用派生类的构造函数来初始化。

这种矛盾在 C++继承中是普遍存在的，解决这个问题的思路是：在派生类的构造函数中调用基类的构造函数。

下面的例子展示了如何在派生类的构造函数中调用基类的构造函数：

    #include<iostream>    using namespace std;    //基类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){}    //派生类Student    class Student: public People{    private:        float m_score;    public:        Student(char *name, int age, float score);        void display();    };    //People(name, age)就是调用基类的构造函数    Student::Student(char *name, int age, float score): People(name, age), m_score(score){ }    void Student::display(){        cout<<m_name<<"的年龄是"<<m_age<<"，成绩是"<<m_score<<"。"<<endl;    }    int main(){        Student stu("小明", 16, 90.5);        stu.display();        return 0;    }

复制代码

运行结果为：小明的年龄是 16，成绩是 90.5。

请注意第 23 行代码：

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

复制代码

People(name, age)就是调用基类的构造函数，并将 name 和 age 作为实参传递给它，m_score(score)是派生类的参数初始化表，它们之间以逗号,隔开。也可以将基类构造函数的调用放在参数初始化表后面：

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

复制代码

但是不管它们的顺序如何，派生类构造函数总是先调用基类构造函数再执行其他代码（包括参数初始化表以及函数体中的代码），总体上看和下面的形式类似：

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

复制代码

当然这段代码只是为了方便大家理解，实际上这样写是错误的，因为基类构造函数不会被继承，不能当做普通的成员函数来调用。换句话说，只能将基类构造函数的调用放在函数头部，不能放在函数体中。另外，函数头部是对基类构造函数的调用，而不是声明，所以括号里的参数是实参，它们不但可以是派生类构造函数参数列表中的参数，还可以是局部变量、常量等，例如

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

复制代码

构造函数的调用顺序

从上面的分析中可以看出，基类构造函数总是被优先调用，这说明创建派生类对象时，会先调用基类构造函数，再调用派生类构造函数，如果继承关系有好几层的话，例如：

A --> B --> C

那么创建 C 类对象时构造函数的执行顺序为：

A 类构造函数 --> B 类构造函数 --> C 类构造函数

构造函数的调用顺序是按照继承的层次自顶向下、从基类再到派生类的。还有一点要注意，派生类构造函数中只能调用直接基类的构造函数，不能调用间接基类的。

以上面的 A、B、C 类为例，C 是最终的派生类，B 就是 C 的直接基类，A 就是 C 的间接基类。

C++ 这样规定是有道理的，因为我们在 C 中调用了 B 的构造函数，B 又调用了 A 的构造函数，相当于 C 间接地（或者说隐式地）调用了 A 的构造函数，如果再在 C 中显式地调用 A 的构造函数，那么 A 的构造函数就被调用了两次，相应地，初始化工作也做了两次，这不仅是多余的，还会浪费 CPU 时间以及内存，毫无益处，所以 C++ 禁止在 C 中显式地调用 A 的构造函数。

基类构造函数调用规则

事实上，通过派生类创建对象时必须要调用基类的构造函数，这是语法规定。换句话说，定义派生类构造函数时最好指明基类构造函数；如果不指明，就调用基类的默认构造函数（不带参数的构造函数）；如果没有默认构造函数，那么编译失败。请看下面的例子：

    #include <iostream>    using namespace std;    //基类People    class People{    public:        People();  //基类默认构造函数        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){}    //派生类Student    class Student: public People{    public:        Student();        Student(char*, int, float);    public:        void display();    private:        float m_score;    };    Student::Student(): m_score(0.0){ }  //派生类默认构造函数    Student::Student(char *name, int age, float score): People(name, age), m_score(score){ }    void Student::display(){        cout<<m_name<<"的年龄是"<<m_age<<"，成绩是"<<m_score<<"。"<<endl;    }    int main(){        Student stu1;        stu1.display();        Student stu2("小明", 16, 90.5);        stu2.display();        return 0;    }