C++将派生类赋值给基类(向上转型)

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在 C/C++ 中经常会发生数据类型的转换,例如将 int 类型的数据赋值给 float 类型的变量时,编译器会先把 int 类型的数据转换为 float 类型再赋值;反过来,float 类型的数据在经过类型转换后也可以赋值给 int 类型的变量。

数据类型转换的前提是,编译器知道如何对数据进行取舍。例如:

int a = 10.9;
printf("%d\n", a);

输出结果为 10,编译器会将小数部分直接丢掉(不是四舍五入)。再如:

float b = 10;
printf("%f\n", b);

输出结果为 10.000000,编译器会自动添加小数部分。

类其实也是一种数据类型,也可以发生数据类型转换,不过这种转换只有在基类和派生类之间才有意义,并且只能将派生类赋值给基类,包括将派生类对象赋值给基类对象、将派生类指针赋值给基类指针、将派生类引用赋值给基类引用,这在 C++ 中称为向上转型(Upcasting)。相应地,将基类赋值给派生类称为向下转型(Downcasting)。

向上转型非常安全,可以由编译器自动完成;向下转型有风险,需要程序员手动干预。本节只介绍向上转型,向下转型将在后续章节介绍。

向上转型和向下转型是面向对象编程的一种通用概念,它们也存在于 Java、C# 等编程语言中。

将派生类对象赋值给基类对象

下面的例子演示了如何将派生类对象赋值给基类对象:

#include <iostream>
using namespace std;

//基类
class A{
public:
    A(int a);
public:
    void display();
public:
    int m_a;
};
A::A(int a): m_a(a){ }
void A::display(){
    cout<<"Class A: m_a="<<m_a<<endl;
}

//派生类
class B: public A{
public:
    B(int a, int b);
public:
    void display();
public:
    int m_b;
};
B::B(int a, int b): A(a), m_b(b){ }
void B::display(){
    cout<<"Class B: m_a="<<m_a<<", m_b="<<m_b<<endl;
}


int main(){
    A a(10);
    B b(66, 99);
    //赋值前
    a.display();
    b.display();
    cout<<"--------------"<<endl;
    //赋值后
    a = b;
    a.display();
    b.display();

    return 0;
}

运行结果:
Class A: m_a=10
Class B: m_a=66, m_b=99
----------------------------
Class A: m_a=66
Class B: m_a=66, m_b=99

本例中 A 是基类, B 是派生类,a、b 分别是它们的对象,由于派生类 B 包含了从基类 A 继承来的成员,因此可以将派生类对象 b 赋值给基类对象 a。通过运行结果也可以发现,赋值后 a 所包含的成员变量的值已经发生了变化。

赋值的本质是将现有的数据写入已分配好的内存中,对象的内存只包含了成员变量,所以对象之间的赋值是成员变量的赋值,成员函数不存在赋值问题。运行结果也有力地证明了这一点,虽然有a=b;这样的赋值过程,但是 a.display() 始终调用的都是 A 类的 display() 函数。换句话说,对象之间的赋值不会影响成员函数,也不会影响 this 指针。

将派生类对象赋值给基类对象时,会舍弃派生类新增的成员,也就是“大材小用”,如下图所示:

本文标题:C++将派生类赋值给基类(向上转型)

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