c++ 第十三章 继承.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,C,语言程序设计,第十三章,继 承,1.,继承的概念,面向对象程序设计可以让你声明一个新类作为另一个类的,派生。派生类,(,也称子类,),继承它父类的属性和操作。子类也声,明了新的属性和新的操作。,2.,继承的工作方式,现有一个学生类,Student,，要增加研究生类,GraduateStudent,。由于研究生除了他自己特有的性质外，具有学生的所有性质,，所以我们用继承的方法来重用学生类。,class Student,/,;,class,GraduateStudent,:public Student,/,;,在这里，一个,GraduateSyudent,类继承了,Student,类的所有成员。继承的方式是在类定义中类名后跟,:public Student,。一个研究生是一个学生。当然，,GraduateStudent,也包含有自己特有的成员。,下例是继承,Student,的例子，给它添加一些成员：,#include,#include,class Advisor,int,noOfMeeting,;,;,class Student,public:,Student(char,*,pName,=no name),strncpy(name,pName,sizeof(name,);,average=,semesterHours,=0;,void,addCourse(int,hours,float grade),average=(,semesterHours,*,average+grade,);/,总分,semesterHours,+=hours;/,总修学时,average/=,semesterHours,;/,平均分,int,getHours()return,semesterHours,;,float,getAverage()return,average;,void display(),cout,name=name“,hours=,semesterHours,average=average,endl,;,protected:,char name40;,int,semesterHours,;,float average;,;,class,GraduateStudent,:public Student,public:,getQualifier,()return,qualifierGrade,;,protected:,Advisor,advisor,;,int,qualifierGrade,;,;,void main(),Student,ds(Lo,lee,undergrade,);,GraduateStudent,gs,;,ds.addCourse,(3,2.5);,ds.display);,gs.addCourse(3,3.0);,gs.display,();,3.,继承与组合,类以另一个类对象作数据成员，称为组合。,例如下面的代码中，定义了一个派生类，该类中包含有类对象成员：,class Vehicle,/,;,class Motor,/,;,class,Car:public,Vehicle,public:,Motor,motor,;,;,void,vehicleFn(Vehicle,void,motorFn(Motor,void main(),Car c;,vehicleFn(c,);,motorFn(c,);,motorFn(c.motor,);,调用,vehicleFn(c,),是允许的，因为参数要求是车辆，而汽车是车辆的一种。,调用,motorFn(c,),是不允许的，因为参数要求是马达，而汽,车不是马达，所以参数,c,不能匹配该函数。,调用,motorFn(c.motor,),是允许的，因为参数要求是马达，而汽车中包含的马达就是,c.motor,。,4.,多态性,C+,允许子类的成员函数重载基类的成员函数。例如，下面的代码中，基类和派生类中都定义了计算学费的成员函数：,class Student,public:,/,float,calcTuition,()/,计算学费,/,;,class,GraduateStudent:public,Student,public:,/,float,calcTuition,(),/,;,void main(),Student s;,GraduateStudent,gs,;,s.calcTuition,();/,调用,Student:calcTuition,(),gs.calcTuition,();/,调用,GraduateStudent:calcTuition,(),有时候，会碰到对象所属的类不能确定的情况。例如将上例作一改动：,class Student,public:,/,float,calcTuition,()/,计算学费,/,;,class,GraduateStudent:public,Student,public:,/,float,calcTuition,(),/,;,void,fn(Student,&x),x.calcTuition,();,void main(),Student s;,GraduateStudent,gs,;,fn(s,);/,计算一下学生,s,的费用,fn(gs,);/,计算一下研究生,gs,的学费,函数调用的实际参数，随应用程序的运行进展而变更，要求函数,fn(),的行为也要随着变更。这样，函数,fn(),的运行执行代码就无法在编译时被确定。它一会儿调用,Student:calcTuition,(),一会儿又调用,GraduateStudent:calcTuition,(),。,C+,的继承机制中用一种称为多态性的技术来解决上面的问题。这种在运行时，能依据类型 确认调用哪个函数的能力，称为多态性，或称迟后联编，也有的译为滞后联编。,编译时就能确定哪个重载函数被调用的，称为先期联编。,5.,多态性如何工作,为了指明某个成员函数具有多态性，用关键字,virtual,来标志其为虚函数。例如：,#include,class Base,public:,virtual void fn(),cout,In Base classn;,;,class,SubClass,:public Base,public:,virtual void fn(),cout,In,SubClassn,;,;,void,test(Base,&b),b.fn,();,void main(),Base,bc,;,SubClass,sc;,cout,Calling,test(bc)n,;,test(bc,);,cout,Calling,test(sc)n,;,test(sc,);,由于,fn(),标志为虚函数，编译看见,b.fn,(),后，将其作为迟后联编来处理，以保证运行时确定调用哪个,fn(),虚函数。,fn(),在基类中声明,virtual,，该虚函数的性质自动地向下带给其子类，所以,SubClass,子类中,virtual,可以省略。,如果虚函数在基类与子类中出现的仅仅是名字的相同，而参数类型不同，或返回类型不同，即使写上了,virtual,关键字，则也不进行迟后联编。,6.,多继承如何工作,我们可以为一个派生类指定多个基类，这样的继承结构被称为多重继承或多继承。,例如，两用沙发，它是沙发，也是一张床，两用沙发应允许同时继承沙发和床的特征，即,SleeperSofa,继承,Bed,和,Sofa,两个类，如下图所示：,#include,class Bed,public:,Bed():weight(0),void Sleep(),cout,Sleeping.n;,void,SetWeight(int,i)weight=i;,protected:,int,weight;,;,class Sofa,public:,Sofa():weight(0),void,WatchTV,(),cout,Watching TV.n;,void,SetWeight(int,i)weight=i;,protected:,int,weight;,;,class,SleeperSofa,:public Bed,public Sofa,public:,SleeperSofa,(),void,FoldOut,(),cout,Fold out the sofa.n;,;,void main(),SleeperSofa,ss,;,ss.WatchTV,();,ss.FoldOut,();ss.Sleep,();,两用沙发继承两个基类的所有成员，这样,ss.Sleep,(),和,ss.WatchTv,(),的调用是合法的。也就可以把,SleeperSofa,当作一个,Bed,或一个,Sofa,用。另外，,SleeperSofa,类还有它自己的成员,FoldOut,(),。,7.,虚拟继承,床和沙发都是家具的一种，凡家具都有重量，所以通过分解来考察其关系，如下图所示。,#include,class Furniture,public:,Furniture(),void,SetWeight(int,i)weight=i;,int,GetWeight,()return weight;protected:,int,weight;,;,class Bed:public Furniture,public:,Bed(),void Sleep(),cout,Sleeping.n;,;,class Sofa:public Furniture,public:,Sofa(),void,WatchTV,(),cout,Watching TV.n;,;,class,SleeperSofa,:public Bed,public Sofa,public:,SleeperSofa,():Sofa(),Bed(),void,FoldOut,(),cout,Fold out the sofa.n;,void main(),SleeperSofa,ss,;,ss.SetWeight(20);/,编译出错！模糊的,SetWeight,成员,Furniture*,pF,;,cout,GetWeight,(),endl,;,SleeperSofa,不是直接继承,Furniture,，而是,Bed,和,Sofa,各自继承,Furniture,，所以完整的,SleeperSofa,对象内存布局如下图所示：,这里一个,SleeperSofa,包括一个完整的,Bed,，随后还有一个完整的,Sofa,，后面还有一个,SleeperSofa,特有的东西。,SleeperSofa,中的每一个子对象都有它自己的,Furniture,部分。因为每个子对象继承,Furniture,，所以一个,SleeperSofa,包含两个,Furniture,对象。,所以程序编译时，不知道,SetWeight,(),属于哪一个,Furniture,成员。,SleeperSofa,只需一个,Furniture,，所以我们希望它只包含一个,Furniture,拷贝，同时又要共享,Bed,和,Sofa,的成员函数与数据成员，,C+,实现这种继承结构的方法称为虚拟继承。,下面是虚拟继承的代码：,#include,class Furniture,public:,Furniture(),void,SetWeight(int,i)weight=i;,int,GetWeight,()return weight;,protected:,int,weight;,;,class Bed:virtual public Furniture,public:,Bed(),void Sleep(),cout,Sleeping.n;,;,class Sofa:virtual public Furniture,public:,Sofa(),void,WatchTV,(),cout,Watching TV.n;,;,class,SleeperSofa,:public Bed,public Sofa,public:,SleeperSofa,):Sofa(),Bed(),void,FoldOut,(),cout,Fold out the sofa.n;,;,void main(),SleeperSofa,ss,;,ss.SetWeight(20);,cout,ss.GetWeight,(),endl,;,在,Bed,和,Sofa,继承,Furniture,中加上,virtual,关键字，这相当于说“如果还没有,Furniture,类，则加入一个,Furniture,拷贝，否则就,用有的那一个”。此时一个,SleeperSofa,在内存中的布局如下图所示：,虚拟继承的虚拟和虚函数的虚拟没有任何关系。,8.,多继承的构造顺序,构造函数按下列顺序被调用：,(1),任何虚拟基类的构造函数按照它们被继承的顺序构造；,(2),任何非虚拟基类的构造函数按照它们被继承的顺序构造；,(3),任何成员对象的构造函数按照它们声明的顺序调用；,(4),类自己的构造函数。,例如：,#include,class OBJ1,public:,OBJ1(),cout,OBJ1n;,;,class OBJ2,public:,OBJ2(),cout,OBJ2n;,;,class Base1,public:,Base1(),cout,Base1n;,;,class Base2,public:,Base2(),cout,Base2n;,;,class Base3,public:,Base3(),cout,Base3n;,;,class Base4,public:,Base4(),cout,Base4n;,;,class Derived:public Base1,virtual public Base2,public Base3,virtual public Base4,public:,Derived():Base4(),Base3(),Base2(),Base1(),obj2(),obj1(),cout,Derived ok.n;,protected:,OBJ1,obj1,;,OBJ2,obj2,;,;,void main(),Derived,aa,;,cout,This is ok.n;,class Base1,public:,Base1(),cout,Base1n;,;,class Base2,public:,Base2(),cout,Base2n;,;,class Base3,public:,Base3(),cout,Base3n;,;,class Base4,public:,Base4(),cout,Base4n;,;,class Derived:public Base1,virtual public Base2,public Base3,virtual public Base4,public:,Derived():Base4),Base3(),Base2(),Base1(),obj2(),obj1(),cout,Derived ok.n;,protected:,OBJ1,obj1,;,OBJ2,obj2,;,;,void main(),Derived,aa,;,cout,This is ok.n;,9.,继承的访问控制,继承可以公共继承，也可保护继承和私有继承。对于不同的继承方式，其访问控制是不同的。下表列出了其中的区别。,在公共继承的类中，基类的每个成员在子类中保持同样的访问方式。即在基类中为,public,的成员，子类中可以访问之，并据为,public,的；基类中为,protected,的成员，子类也可以访问之，并据为,protected,的；基类中为,private,的成员，子类中不能访问之，这就像在应用程序中不能访问类中私有成员一样。,下面的例子中的代码，是对上表的一个解释：,class Base,public:,int,m1;,protected:,int,m2;,private:,int,m3;,;,class,PrivateClass,:private Base /,私有继承,public:,void test(),m1=1;/ok:,将,m1,据为,private,m2=2;/ok:,将,m2,据为,private,m3=3;/,不可访问,;,class,DerivedFromPripublic,PrivateClass,public:,void test(),m1=1;/,不可访问基类的私有成员,m2=2;/,不可访问,m3=3;/,不可访问,;,class,ProtectedClass,:protected Base /,保护继承,public:,void test(),m1=1;/ok:,将,m1,据为,protected,m2=2;/ok:,将,m2,据为,protected,m3=3;/,不可访问,;,class,DerivedFromPro,:public,ProtectedClass,public:,void test(),m1=1;/ok:,将,m1,据为,protected,m2=2;/ok:,将,m2,据为,protected,m3=3;/,不可访问,;,class,PublicClass,:public Base,public:,void test(),m1=1;/m1,为,public,m2=2;/m2,为,protected,m3=3;/,不可访问,;,class,DerivedFromPro,:public,ProtectedClass,public:,void test(),m1=1;/m1,仍保持为,public,m2=2;/m2,仍保持为,protected,m3=3;/,不可访问,;,void main(),PrivateClass,priObj,;,priObj.m1=1;/error,priObj.m2=2;/error,priObj.m3=3;/error,ProtectedClass,proObj,;,proObj.m1=1;/error,proObj.m2=2;/error,proObj.m3=3;/error,PublicClass,pubObj,;,pubObj.m1=1;,pubObj.m2=2;/error,pubObj.m3=3;/error,私有继承时，基类中不管是公有的，还是保护的或者为私有的，一律在子类中变成私有成员。保护继承时，基类中公共和保护的成员在子类中变成保护的，而基类中私有的成员在子类中变成私有的。公共继承时，基类中为公共、保护和私有的成员在子类中仍保持为公共、保护和私有的。,如果不标明继承为公共还是保护或者私有，则默认的继承是私有。,单个类中，,protected,和,private,没有什么区别。但在继承关系中，基类的,private,成员不但对应用程序隐藏，甚至对派生类也隐藏。而基类的保护成员则只对应用程序隐藏，而对派生类则毫不隐瞒。,