c++继承与派生

2013-7-15
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C++的继承关系
• • 继承就是在一个已经存在的类的基础上建 立另一个新的类。 已存在的类称为“基类”或“父类”，新 建立的类称为“派生类”或“子类”，如 图所示：
基类 派生类
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派生类的特性
• 派生类的功能主要通过以下方式来体现：
– 吸收基类成员 – 改造基类成员 – 添加新成员
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需要思考的两个问题
• 为什么是“派生类对象->基类对 象”，而不是“基类对象->派生 类对象”？
• 其他继承方式会有以上规则吗？
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解决第一个问题
• 基类对象和派生类对象的内存布局方式
基类对象
v1 v2
v1 v2
派生类对象
v3 v4
•
当一个派生类对象直接赋值给基类对象时， 不是所有的数据都赋给了基类对象，赋予 的只是派生类对象的一部分。这部分叫做 派生类对象的“切片”(sliced)。
}
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保护派生类
• 在声明派生类时将继承方式指定为 protected时，该类称为保护派生类：
class 派生类名 : protected 基类名 {
……//派生类新添加的成员
};
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• 基类的成员在保护派生类中的引用权限
基类 保护派生类 公有成员 保护成员 私有成员 不可访问成员 保护成员 保护成员
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现实中的继承与派生
• 在自然界中，继承这个概念是非常普 遍的。例如：小猫仔继承了猫爸猫妈 的特性，所以长的是猫鼻子猫眼，我 们不会把它错认为是小狗。 继承就是将一些本质的特性遗传给子 代，使后代在很大程度上具有与父代 相同的性质。
•
•
子代同时还具有父代没有的特性。
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私有派生类
• 在声明派生类时将继承方式指定为 private时，该类称为私有派生类。
class 派生类名 : private 基类名 { ……//派生类新添加的成员 };
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• 基类的成员在私有派生类中的引用权限
基类 私有派生类 公有成员 私有成员 私有成员 不可访问成员 保护成员 私有成员
……
对象成员n(参数表),
{ • }
•
如果基类使用的是缺省的构造函数或不带参 ……//初始化自定义数据成员 数的构造函数，那么在初始化列表中可以省 略“基类构造函数(参数表)“这一项。 如果没有对象成员，那么在初始化列表中可 2013-7-15 26 以省略“对象成员(参数表)“这一项。
构造函数和析构函数的调用顺序
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小结
• 不同的继承方式，子类对基类中的成 员的访问权限如下表所示：
基类 公有派生类 保护派生类 私有派生类 公有成员 私有成员 公有成员 不可访问成员 保护成员 不可访问成员 私有成员 不可访问成员 保护成员 保护成员 保护成员 私有成员
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派生类与基类同名成员的访问方式
• 为了解决这个问题，C++专门设置了 保护成员，即用protected关键字说 明的成员。 • 保护成员的特性：
– 能够被基类和派生类所访问。
– 和私有成员一样，类外不能访问。
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举例：保护成员
class Base{ class Derived : public Base{ protected: int v3; int v1; public: public: int v4; int v2; Derived(int a=0,int b=0){ Base(int a=0,int b=0){ v3=a;v4=b; v1=a;v2=b; } } void func(){ }; int sum1=v1+v2+v3+v4; //正确 void main( ){ int sum2=v2+v3+v4; Derived obj(5,6); } obj.v1=8; //错误 };
– 一旦指定了某种事物父代的本质特 征，那么它的子代将会自动具有那 些性质。这就是一种朴素的可重用 的概念。 – 而且子代可以拥有父代没有的特性， 这是可扩充的概念。
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• 从软件设计的角度来看：
– 类是某类事物共同特性的体现，它 对外提供了特定的功能。
– 基于已有的类，可以建立新的类。 这个新的类既重用已有类的功能， 又扩展了新的功能。
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请分析
class derived:public base{ class base{ int a; int x; public: public: derived(int i):a(i*4),base(a){ base(int i):x(i){ cout<<"derived\n"; cout<<"base\n"; } } }; };
• 构造函数的调用顺序如下：
– 先调用基类构造函数； – 再调用对象成员所属类的构造函数； – 最后调用派生类构造函数；
• 析构函数的调用顺序如下：
– 先调用派生类的析构函数； – 再调用对象成员所属类的析构函数；
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– 最后调用基类的析构函数；
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举例
class Base{ public: Base() { cout<<“Base created\n”;} }; class Derived:public Base{ public: Derived(){ cout<<“Derived created\n”; } }; void main(){ Derived d; } 2013-7-15
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解决第二个问题
• 回忆一下不同的继承方式，子类对基类中 的成员的访问权限：
公有成员 公有成员 私有成员 不可访问成员 保护成员 保护成员
基类 公有派生类
私有派生类
保护派生类
私有成员
保护成员
不可访问成员
不可访问成员
私有成员
保护成员
•
只有在公有派生的情况下，才有可能出现 “基类的公有成员变成派生类的公有成员” 的情况。
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举例：私有派生
class Base{ class Derived : private Base{ int v1; int v3; public: public: int v2; int v4; Base(int a=0,int b=0){ Derived(int a=0,int b=0){ v1=a;v2=b; v3=a;v4=b; } } }; void func(){ void main( ){ int sum1=v1+v2+v3+v4; //错误 Derived obj(5,6); int sum2=v2+v3+v4; obj.v2=8; //错误 } };
•
从编码的角度来看，派生类从基类中以 较低的代价换来了较大的灵活性。一旦 产生了可靠的基类，只需要调试派生类 中所作的修改即可。派生类可以对继承 的属性进行扩展、限制或改变。
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单继承和多继承
• 单继承：派生类只有一个直接基类
• 多继承：派生类有多个直接基类
A
B C X Z 多继承
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公有派生类
• 在声明派生类时将继承方式指定为 public时，该类称为公有派生类。 class 派生类名 : public 基类名
{
……//派生类新添加的成员
};
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• 基类的成员在公有派生类中的引用权限
基类 公有派生类 公有成员 公有成员 私有成员 不可访问成员 保护成员 保护成员
• C++允许派生类可以重新定义基类的成 员，此时称派生类的成员覆盖了基类的 同名成员。 如果在派生类中，想使用基类的同名成 员，则可以显式地使用类名+限定符的 方式，如下所示： 基类名::成员
•
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举例
class Base{ class Derived : public Base{ protected: int v2; int v1; public: public: int v3; int v2; Derived(int a=0,int b=0){ Base(int a=0,int b=0){ v2=a;v3=b; v1=a;v2=b; } } void func(){ }; //使用的是Derived中的v2 void main( ){ int sum1=v1+v2+v3; Derived obj(5,6); //使用的是Base中的v2 obj.v2=8; //错误 int sum2=v1+Base::v2+v3; obj.Base::v2=9; } 2013-7-15 24 } };
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多继承派生类
• 派生类有多个直接基类，这叫多继承。
Quadrangle Quadrangle
Rectangle
Diamond
Square
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• 定义多继承派生类的语法格式：
class 派生类名 : <继承方式1> 基类名1, <继承方式2> 基类名2, …… {
•
再来看一个现实世界中的例子：