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[导读]继承和派生的概念 0 1 派生 通过特殊化已有的类来建立新类的过程,叫做“类的派生”, 原有的类叫做”基类”,新建立的类叫做“派生类”。 0 2 继承 类的继承是指派生类继承基类的数据成员和成员函数。继承用来表示类属关系,不能将继承理解为构成关系。 0 3






继承和派生的概念






0 1
派生



通过特殊化已有的类来建立新类的过程,叫做“类的派生”, 原有的类叫做”基类”,新建立的类叫做“派生类”。



0 2
继承



类的继承是指派生类继承基类的数据成员和成员函数。继承用来表示类属关系,不能将继承理解为构成关系。



0 3
继承派生的作用



  • 增加新的成员(数据成员和成员函数)

  • 重新定义已有的成员函数

  • 改变基类成员的访问权限






单一继承






0 1
一般形式



   代码格式:

 class 派生类名: 访问控制 基类名 {         private: 成员声明列表         protected: 成员声明列表         public: 成员声明列表 }

“冒号表示新类是哪个基类的派生类;访问控制指继承方式。

 

三个方式:public、protected、private



0 2
派生类的构造函数和析构函数



// 基类class Point { int x; int y;  public: Point(int a, int b) { x = a; y = b; cout << "init Point" << endl; } void showPoint() { cout << "x = " << x << ", y = " << y << endl; } ~Point() { cout << "delete Point" << endl; }};
// 派生类class Rect: public Point { int w; int h; public: // 调用基类的构造函数对基类成员进行初始化 Rect(int a, int b, int c, int d):Point(a, b) { w = c; h = d; cout << "init Rect" << endl; } void showRect() { cout << "w = " << w << ", h = " << h << endl; } ~Rect() { cout << "delete Rect" << endl; }};
int main() { Rect r(3, 4, 5, 6); r.showPoint(); r.showRect(); /** 输出结果 init Point // 当定义一个派生类的对象时, 首先调用基类的构造函数, 完成对基类成员的初始化 init Rect // 然后执行派生类的构造函数, 完成对派生类成员的初始化 x = 3, y = 4 // 调用基类成员函数showPoint(); w = 5, h = 6 // 调用派生类成员函数showRect(); delete Rect // 构造函数的执行顺序和构造函数的执行顺序相反, 首先调用派生类的析构函数 delete Point // 其次调用基类的析构函数 */}



0 3
类的保护成员



如果希望Rect中的showRect()函数可以一次显示x、y、w、h。我们直接修改showRect()函数是不行的。

void showRect() { cout << "x = " << x << ", y = " << y << ", w = " << w << ", h = " << h << endl;}

报错 error: 'x' is a private member of‘Point' 'y' is a private member of‘Point'  


x, y为Point类的私有成员,公有派生时,在Rect类中是不可访问的。


我们还需要将基类Point中的两个成员声明为protected的属性


像这样:

// 基类class Point { // 公有数据成员 protected: int x; int y;  public: Point(int a, int b) { x = a; y = b; cout << "init Point" << endl; } void showPoint() { cout << "x = " << x << ", y = " << y << endl; }};
// 派生类class Rect: public Point { int w; int h; public: // 调用基类的构造函数对基类成员进行初始化 Rect(int a, int b, int c, int d):Point(a, b) { w = c; h = d; cout << "init Rect" << endl; }     /** 公有派生, Point类中的受保护数据成员, 在Rect类中也是受保护的, 所以可以访问  // 而通过公有继承的基类私有的成员, 在派生类中是不可被访问的    void showRect() {        cout << "x = " << x << ", y = " << y << ", w = " << w << ", h = " << h << endl;    }*/};
int main() { Rect r(3, 4, 5, 6); r.showPoint(); r.showRect();}



0 4
访问权限和赋值兼容规则



根类中,对于成员的访问级别有三种:public、protected、private


派生类中,对于成员的访问级别有四种:public(公有)、protected(受保护)、private(私有)、inaccessible(不可访问)


(1)公有派生和赋值兼容规则


公有派生


基类成员的访问权限在派生类中基本保持不变。


  • 基类的公有成员在派生类中仍然是公有的

  • 基类的保护成员在派生类中仍然是受保护的

  • 基类的不可访问的成员在派生类中仍然是不可访问的

  • 基类的私有成员在派生类中变成了不可访问的


总结:在公有派生的情况下,通过派生类自己的成员函数可以访问继承过来的公有和保护成员, 但是不能访问继承来的私有成员, 因为继承过程的私有成员,变成了第四个级别,不可访问的。


赋值兼容规则:


在公有派生的情况下, 一个派生类的对象可以作为基类的对象来使用的情况。


像这样:

// 基类class Point { // 这里声明成员属性为受保护的 protected: int x; int y;  public: Point(int a, int b) { x = a; y = b; }  void show() { cout << "x = " << x << ", y = " << y << endl; }};
// 派生类class Rect: public Point { int w; int h; public: // 调用基类的构造函数对基类成员进行初始化 Rect(int a, int b, int c, int d):Point(a, b) { w = c; h = d; } void show() { cout << "x = " << x << ", y = " << y << ", w = " << w << ", h = " << h << endl; }};
int main() { Point a(1, 2); Rect b(3, 4, 5, 6); a.show(); b.show(); Point & pa = b; // 派生类对象初始化基类的引用 pa.show(); // 实际调用基类的show()函数 Point * p = &b; // 派生类对象的地址赋值给指向基类的指针 p -> show(); // 实际也是调用基类的show()函数 Rect * pb = &b; // 派生类指针 pb -> show(); // 调用派生类的show()函数 a = b; // 派生类对象的属性值, 更新基类对象的属性值 a.show(); // 调用基类的show()函数 /** x = 1, y = 2 x = 3, y = 4, w = 5, h = 6 x = 3, y = 4 x = 3, y = 4 x = 3, y = 4, w = 5, h = 6 x = 3, y = 4 */}


(2)“isa”和”has-a“的区别


继承和派生 isa


比如一个Person类,派生出一个Student类,我们可以说Student就是Person,也就是 Student isa Person,而反过来则不行。


一个类用另一个类的对象作为自己的数据成员或者成员函数的参数 has-a。


像这样:

// 地址类class Address {};class PhoneNumber {};
// 职工类class Worker { String name; Address address; PhoneNumber voiceNumber;};

表示一个Worker对象有一个名字,一个地址,一个电话号码,has-a的关系,包含的关系。


(3)私有派生


通过私有派生,基类的私有和不可访问成员在派生类中是不可访问的,而公有和保护成员这里就成了派生类的私有成员。

// 基类class Point { int x; int y;  public: Point(int a, int b) { x = a; y = b; }
void show() { cout << "x = " << x << ", y = " << y << endl; }};
// 派生类class Rect: private Point { int w; int h; public: Rect(int a, int b, int c, int d):Point(a, b) { w = c; h = d; } void show() { Point::show(); // 通过私有继承, Point类中的公有成员show(), 在Rect中为私有 cout << "w = " << w << ", h = " << h << endl; }};
class Test: public Rect { public: Test(int a, int b, int c, int d):Rect(a, b, c, d) { } void show() { Rect::show();        //Point::show(); /** error: 'Point' is a private member of ‘Point’ 标明: 不可访问基类Point中的成员 Rect类私有继承自Point类, 所以Point中的私有成员x, 私有成员y, 在Rect类中为不可访问: Point类中公有成员show(), 在Rect中变私有 Test类公有继承自Rect类, 所以在Rect中成员x, 成员y, 仍然是不可访问, Rect::show()还是public, 但是Point::show()不可访问 */ }};

因为私有派生不利于进一步派生, 因而实际中私有派生用得并不多。


(4)保护派生保护派生使原来的权限都降一级使用


即private变为不可访问,protected变为private,public变为protected。


限制了数据成员和成员函数的访问权限,因此在实际中保护派生用得也不多


比如:我们在上个例子中,Rect类保护派生于Point,则在Test类中Point::show();就可以使用啦!






多重继承






0 1
一个类从多个基类派生



代码格式:

class 派生类名: 访问控制 基类名1访问控制 基类名2… { //定义派生类自己的成员}


像这样:

// 基类A, 也叫根类class A { int a;  public: void setA(int x) { a = x; }  void showA() { cout << "a = " << a << endl; }};
// 基类B, 也叫根类class B { int b; public: void setB(int x) { b = x; } void showB() { cout << "b = " << b << endl; }};
// 多重继承, 公有继承自类A, 私有继承自类Bclass C: public A, private B { int c; public: void setC(int x, int y) { c = x; setB(y); } void showC() { showB(); cout << "c = " << c << endl; }};
int main() { C c; c.setA(53); // 调用基类setA()函数 c.showA(); // 调用基类showA()函数 c.setC(55, 58); // 调用派生类C的setC()函数 c.showC(); // 调用派生类C的showC()函数 // 派生类C私有继承自基类B, 所以基类B中私有成员b, 在派生类C中不可访问, 基类B中公有成员setB(), showB()在派生类C中变私有. 在main()函数中不可访问    // c.setB(60); // error: 'setB' is a private member of 'B'    // c.showB(); // 'showB' is a private member of 'B' /** a = 53 b = 58 c = 55 */}






二义性及其支配规则





对基类成员的访问必须是无二义性的,如果一个表达式的含义可以解释为可以访问多个基类中的成员,则这种对基类成员的访问就是不确定的,称这种访问具有二义性



0 1
作用域分辨符和成员名限定



代码格式:

类名::标识符

:: 为作用域分辨符,"类名"可以是任一基类或派生类名,“标识符”是该类中声明的任一成员名,


像这样:

// 基类A, 也叫根类class A { public: void func() { cout << "A func" << endl; }};
// 基类B, 也叫根类class B { public: void func() { cout << "B func" << endl; } void gunc() { cout << "B gunc" << endl; }};
// 多重继承class C: public A, public B { public: void gunc() { cout << "C gunc" << endl; } void hunc() { /** 这里就具有二义性, 它即可以访问A类中的func(), 也可以访问类B中的func() */ //func(); // error: Member 'func' found in multiple base classes of different types } void hunc1() { A::func(); } void hunc2() { B::func(); }};
int main() { C c;    //c.func(); //具有二义性 c.A::func(); c.B::func(); c.B::gunc(); c.C::gunc(); c.gunc(); c.hunc1(); c.hunc2(); /** 输出结果 A func B func B gunc C gunc C gunc // 如果基类中的名字在派生类中再次声明, 则基类中的名字就被隐藏. 如果我们想要访问被隐藏的基类中的成员则使用作用域分辨符B::gunc(); A func B func */}



0 2
派生类支配基类的同名函数



如果派生类定义了一个同基类成员函数同名的新成员函数(具有相同参数表的成员函数),派生类的新成员函数就覆盖了基类的同名成员函数。


在这里,直接使用成员名只能访问派生类中的成员函数,使用作用域运算符,才能访问基类的同名成员函数


派生类中的成员函数名支配基类中的同名的成员函数名,这称为名字支配规则。


如果一个名字支配另一个名字,则二者之间不存在二义性,当选择该名字时,使用支配者的名字。


例如上个例子中

c.gunc() // 输出”C gunc”, 基类B中的gunc成员函数被支配了c.B::gunc(); // 加上作用域分辨符, 来使用被支配的成员






总结





C++继承可能更灵活, 并且支持三种派生方式。

我们在学习一门语言的时候, 更应该把精力放在它的特性上面, 不应该用什么语言, 都用自己所擅长语言的思考方式, 实现方式等, 要学会发挥该语言的优势所在。


-END-


来源 :老九学堂




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