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1、2020/8/14,1,第八章 继承与派生,丘志杰 电子科技大学 计算机学院 软件学院,2020/8/14,2,派生类的引入,C+的类提供了良好的模块分解技术，也具有可重用软件所期望的品质：它们是相似一致的模块，通过信息隐藏，将它们的接口和实现清楚地分开来。,我们还希望在类的基础上能取得更好的可重用性和可扩充性的目标。,面向对象的继承技术提供了实现上述目标的有力手段。,2020/8/14,3,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
2、代相同的性质。,子代同时还具有父代没有的特性。,2020/8/14,4,再来看一个现实世界中的例子：,四边形是一个基本的概念，矩形、正方形、菱形和平行四边形都是派生的概念，因为它们都属于四边形，它们继承了四边形的所有性质，同时又扩充出各自的特性。,2020/8/14,5,从上面的例子可以看出：,而且子代可以拥有父代没有的特性，这是可扩充的概念。,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。,2020/8/14,6,从软件设计的角度来看：,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。,类是某类事物共同特性的体
3、现，它对外提供了特定的功能。,2020/8/14,7,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：,2020/8/14,8,派生类的功能主要通过以下方式来体现：,派生类的特性,吸收基类成员,添加新成员,改造基类成员,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。,2020/8/14,9,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,2020/
4、8/14,10,单继承派生类,定义单继承派生类的语法格式： class 派生类名 : 基类名 /派生类新添加的成员 ;,“继承方式”可以是public、private、以及 protected。,虽然继承了基类的所有成员，但是派生类并非都能访问基类的所有成员，继承方式会影响派生类对基类中各种成员的引用。,2020/8/14,11,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 ;,2020/8/14,12,基类的成员在公有派生类中的引用权限,不可访问成员,在类外不能被直接访问。,在派生类的类内
5、不能被直接访问。,2020/8/14,13,举例：公有派生,class Base int v1; public: int v2; Base(int a=0,int b=0) v1=a;v2=b; ;,class Derived : public Base int v3; public: int v4; Derived(int a=0,int b=0) v3=a;v4=b; void func() int sum1=v1+v2+v3+v4; int sum2=v2+v3+v4; ;,void main( ) Derived obj(5,6); obj.v2=8; ,/错误,2020/8/14,1
6、4,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 ;,2020/8/14,15,基类的成员在私有派生类中的引用权限,2020/8/14,16,举例：私有派生,class Base int v1; public: int v2; Base(int a=0,int b=0) v1=a;v2=b; ;,class Derived : private Base int v3; public: int v4; Derived(int a=0,int b=0) v3=a;v4=b; void fun
7、c() int sum1=v1+v2+v3+v4; int sum2=v2+v3+v4; ;,void main( ) Derived obj(5,6); obj.v2=8;,/错误,/错误,2020/8/14,17,公有派生和私有派生的比较,虽然派生类继承了基类所有的成员，但是基类的私有成员对于派生类来说是不可见的，因此不能被派生类所访问。,2020/8/14,18,保护成员的引入,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。,2020/8/14,19,举例：保护成员,clas
8、s Base protected: int v1; public: int v2; Base(int a=0,int b=0) v1=a;v2=b; ;,class Derived : public Base int v3; public: int v4; Derived(int a=0,int b=0) v3=a;v4=b; void func() int sum1=v1+v2+v3+v4; int sum2=v2+v3+v4; ;,void main( ) Derived obj(5,6); obj.v1=8; ,/错误,/正确,2020/8/14,20,保护派生类,在声明派生类时将继承方
9、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 ;,2020/8/14,21,基类的成员在保护派生类中的引用权限,2020/8/14,22,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：,2020/8/14,23,派生类与基类同名成员的访问方式,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,2020/8/14,24,举例,class Base protected: i
10、nt v1; public: int v2; Base(int a=0,int b=0) v1=a;v2=b; ;,class Derived : public Base int v2; public: int v3; Derived(int a=0,int b=0) v2=a;v3=b; void func() int sum1=v1+v2+v3; int sum2=v1+Base:v2+v3; ;,void main( ) Derived obj(5,6); obj.v2=8; ,/错误,obj.Base:v2=9;,/使用的是Derived中的v2,/使用的是Base中的v2,2020/
11、8/14,25,派生类对象的构造和析构,派生类对象数据成员的构成：,从基类继承过来的数据成员,派生类自定义的数据成员,如何初始化这几部分数据成员呢？,基本数据类型,类类型,如何析构派生类对象？,2020/8/14,26,单继承派生类的构造函数,派生类构造函数(参数表):基类构造函数(参数表), 对象成员1(参数表), 对象成员n(参数表), /初始化自定义数据成员 ,如果基类使用的是缺省的构造函数或不带参数的构造函数，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以省略“对象成员(参数表)“这一项。,2020/8/14,27,构造函数的调用
12、顺序如下：,构造函数和析构函数的调用顺序,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：,再调用对象成员所属类的析构函数；,先调用派生类的析构函数；,最后调用基类的析构函数；,2020/8/14,28,举例,class Base public: Base() cout“Base createdn”; ; class Derived:public Base public: Derived() cout“Derived createdn”; ; void main() Derived d; ,2020/8/14,29,请分析,class
13、base int x; public: base(int i):x(i) coutbasen; ;,class derived:public base int a; public: derived(int i):a(i*4),base(a) coutderivedn; ;,此时基类的数据成员x的值为多少？,2020/8/14,30,赋值兼容规则,在公有派生方式下，派生类对象可以作为基类对象来使用，具体方式如下：,以上规则的具体使用方式：,派生类的对象可以直接赋值给基类的对象,基类对象的引用可以引用一个派生类对象,基类对象的指针可以指向一个派生类对象,Base Bobj; Derived Dob
14、j; Bobj=Dobj; Base ,2020/8/14,31,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？,2020/8/14,32,解决第一个问题,基类对象和派生类对象的内存布局方式,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)。,2020/8/14,33,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：,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。,202
15、0/8/14,34,多继承派生类,派生类有多个直接基类，这叫多继承。,2020/8/14,35,定义多继承派生类的语法格式：,class 派生类名 : 基类名1, 基类名2, /派生类新添加的成员 ;,2020/8/14,36,多继承派生类对象的构造和析构,多继承派生类的构造函数：,派生类名(参数表):基类名1(参数表1), 基类名2(参数表2), 对象成员1(参数表3), 对象成员2(参数表4), /派生类新添加的成员 ,2020/8/14,37,派生类构造函数的执行顺序：,先执行所有基类的构造函数（按这些基类被继承时声明顺序依次执行基类1、基类2的构造函数）。,最后执行派生类本身的构造函数
16、。,再执行对象成员所属类的构造函数（按照这些对象成员在类中定义的顺序）。,2020/8/14,38,多继承中的二义性问题,在多继承中，一个类不可以重复成为另一个类的直接基类，但可以多次成为间接基类。此时派生类访问基类成员时可能出现二义性。,访问共同基类的成员时可能出现二义性。,访问不同基类的具有相同名字成员时可能出现二义性。,2020/8/14,39,访问不同基类同名成员时的二义性,class A public: int value; void f(); ; class B public: int value; void f(); void g(); ;,class C: public A, public B public: void g(); void h(); ; void main() C C1; C1.f(); C1.value=9; ,/出现二义性,/出现二义性,解决办法是
