C语言程序设计继承与派生.pptx

1本章主要内容本章主要内容l类的继承类的继承l类成员的访问控制类成员的访问控制l单继承与多继承单继承与多继承l派生类的构造、析构函数派生类的构造、析构函数l类成员的标识与访问类成员的标识与访问2类的继承与派生类的继承与派生l保持已有类的特性而构造新类的过程称保持已有类的特性而构造新类的过程称为继承。为继承。l在已有类的基础上新增自己的特性而产在已有类的基础上新增自己的特性而产生新类的过程称为派生。生新类的过程称为派生。l被继承的已有类称为基类（或父类）。被继承的已有类称为基类（或父类）。l派生出的新类称为派生类。派生出的新类称为派生类。类的继承与派生3继承与派生问题举例继承与派生问题举例类的继承与派生4继承与派生的目的继承与派生的目的l继承的目的：实现代码重用。继承的目的：实现代码重用。l派生的目的：当新的问题出现，原有派生的目的：当新的问题出现，原有程序无法解决（或不能完全解决）时，程序无法解决（或不能完全解决）时，需要对原有程序进行改造。需要对原有程序进行改造。类的继承与派生5派生类的声明派生类的声明class 派生类名派生类名：继承方式继承方式 基类名基类名1 成员声明；成员声明；类的继承与派生6继承方式继承方式l不同继承方式的影响主要体现在：不同继承方式的影响主要体现在：派生类成员成员对基类成员的访问权限通过派生类对象对象对基类成员的访问权限l三种继承方式三种继承方式公有继承私有继承保护继承类成员的访问控制7公有继承公有继承(public)l基类的基类的public和和protected成员的访问属性成员的访问属性在派生类中在派生类中保持不变保持不变。（即：（即：派生类中的派生类中的成员函数可以直接访问基类中的成员函数可以直接访问基类中的public和和protected成员成员）l派生类的成员函数派生类的成员函数不能直接访问基类的不能直接访问基类的private成员成员。l通过派生类的对象只能访问基类的通过派生类的对象只能访问基类的public成员。成员。类成员的访问控制8例例7-1 公有继承举例公有继承举例class Pointpublic:void InitP(float xx=0,float yy=0)X=xx;Y=yy;void Move(float xOff,float yOff)X+=xOff;Y+=yOff;float GetX()return X;float GetY()return Y;private:float X,Y;类成员的访问控制9class Rectangle:public Point public:void InitR(float x,float y,float w,float h)InitP(x,y);W=w;H=h;float GetH()return H;float GetW()return W;private:float W,H;类成员的访问控制10#includeusing namespace std;void main()Rectangle rect;rect.InitR(2,3,20,10);rect.Move(3,2);coutrect.GetX(),rect.GetY(),rect.GetW(),rect.GetH();类成员的访问控制继承的方法11私有继承私有继承(private)l基类的基类的public和和protected成员都以成员都以private身份出现在派生类中。（即身份出现在派生类中。（即派生类中的成派生类中的成员函数可以直接访问基类中的员函数可以直接访问基类中的public和和protected成员成员）l派生类的成员函数派生类的成员函数不能直接访问基类的不能直接访问基类的private成员成员。l通过派生类的对象不能直接访问基类中的通过派生类的对象不能直接访问基类中的任何成员。任何成员。类成员的访问控制12例例7-2 私有继承举例私有继承举例类成员的访问控制class Rectangle:private Point public:void InitR(float x,float y,float w,float h)InitP(x,y);W=w;H=h;float GetH()return H;float GetW()return W;private:float W,H;13#includeusing namespace std;void main()Rectangle rect;rect.InitR(2,3,20,10);rect.Move(3,2);coutrect.GetX(),rect.GetY(),rect.GetH(),rect.GetW();类成员的访问控制非法访问14 class Rectangle:private Point public:void InitR(float x,float y,float w,float h)InitP(x,y);W=w;H=h;void Move(float xOff,float yOff)Point:Move(xOff,yOff);float GetX()return Point:GetX();float GetY()return Point:GetY();float GetH()return H;float GetW()return W;private:float W,H;类成员的访问控制15#includeusing namespace std;void main()Rectangle rect;rect.InitR(2,3,20,10);rect.Move(3,2);coutrect.GetX(),rect.GetY(),rect.GetH(),rect.GetW();类成员的访问控制访问派生类自身的方法16保护继承保护继承(protected)l基类的基类的public和和protected成员都以成员都以protected身份出现身份出现在派生类中。在派生类中。（即（即派生派生类中的成员函数可以直接访问基类中的类中的成员函数可以直接访问基类中的public和和protected成员成员）l派生类的成员函数派生类的成员函数不能直接访问基类的不能直接访问基类的private成员成员。l通过派生类的对象不能直接访问基类中的通过派生类的对象不能直接访问基类中的任何成员任何成员。类成员的访问控制17#includeusing namespace std;class A protected:int x;class B:protected A public:void Function();class C:private B public:void Function();void B:Function()x=5;coutxendl;void C:Function()x=15;coutxendl;void main()B b;b.Function();C c;c.Function();18#includeusing namespace std;class A protected:int x;class B:protected A public:void Function();class C:private B public:void Function();void B:Function()x=5;coutxendl;void C:Function()x=15;coutxendl;void main()B b;b.Function();C c;c.Function();protected privatex=15;coutxendl;19publicprotectedprivatepublicpublicprotected隔离隔离protectedprotectedprotected隔离隔离privateprivateprivate隔离隔离基类访问属性基类访问属性继承方式继承方式基类成员在派生类中的访问控制属性基类成员在派生类中的访问控制属性20类型兼容规则类型兼容规则l一个公有派生类的对象在使用上可以被当作一个公有派生类的对象在使用上可以被当作基类的对象，反之则禁止。具体表现在：基类的对象，反之则禁止。具体表现在：派生类的对象可以赋值给基类对象。派生类的对象可以赋值给基类对象。派生类的对象可以初始化基类的引用。派生类的对象可以初始化基类的引用。派生类对象的地址可以赋值给指向基类的指针。派生类对象的地址可以赋值给指向基类的指针。l替代之后，派生类对象就可以作为基类的对替代之后，派生类对象就可以作为基类的对象使用，但只能使用从基类继承的成员。派象使用，但只能使用从基类继承的成员。派生类对象发挥基类对象的作用。生类对象发挥基类对象的作用。类型兼容类型兼容#include using namespace std;class B0public:void display()coutB0:display()endl;class B1:public B0public:void display()coutB1:display()endl;void output()coutclass B1 B1:display()endl;类型兼容void main()B0 b0;B1 b1;b0.display();b0=b1;b0.display();b1.display();b0.output();b1.output();b0.display();B0:display()b0.display();b1.display();b0.output();b1.output();B0:display()B1:display()编译错误编译错误class B1 B1:display()P219 例7-423基类与派生类的对应关系基类与派生类的对应关系l单继承单继承派生类只从一个基类派生。派生类只从一个基类派生。l多继承多继承派生类从多个基类派生。派生类从多个基类派生。l多重派生多重派生由一个基类派生出多个不同的派生类。由一个基类派生出多个不同的派生类。l多层派生多层派生派生类又作为基类，继续派生新的类。派生类又作为基类，继续派生新的类。单继承与多继承24多继承时派生类的声明多继承时派生类的声明class 派生类名：继承方式派生类名：继承方式1 基类名基类名1，继承方式，继承方式2 基类名基类名2，.成员声明；成员声明；注意：每一个注意：每一个“继承方式继承方式”，只用于限制，只用于限制其后的基类。其后的基类。单继承与多继承class A public:void setA(int);void showA();private:int a;class B public:void setB(int);void showB();private:int b;class C:public A,private B public:void setC(int,int,int);void showC();private:int c;单继承与多继承void A:setA(int x)a=x;void B:setB(int x)b=x;void C:setC(int x,int y,int z)setA(x);setB(y);c=z;/其他函数实现略其他函数实现略void main()C obj;obj.setA(5);obj.showA();obj.setC(6,7,9);obj.showC();obj.setB(6);obj.showB();obj.setB(6);obj.showB();27继承时的构造函数继承时的构造函数l基类的构造函数不被继承，派生类中基类的构造函数不被继承，派生类中需要声明自己的构造函数。需要声明自己的构造函数。l声明构造函数时，只需要对本类中新声明构造函数时，只需要对本类中新增成员进行初始化，对继承来的基类增成员进行初始化，对继承来的基类成员的初始化，成员的初始化，自动调用自动调用基类构造函基类构造函数完成。数完成。派生类的构造、析构函数28继承时的构造函数继承时的构造函数派生类的构造、析构函数l当基类中有默认形式的构造函数或带默认形当基类中有默认形式的构造函数或带默认形参值的构造函数时，派生类构造函数可以不参值的构造函数时，派生类构造函数可以不向基类构造函数传递参数。向基类构造函数传递参数。l若基类中未声明构造函数，派生类中也可以若基类中未声明构造函数，派生类中也可以不声明，全采用默认形式构造函数。不声明，全采用默认形式构造函数。l当基类声明有带形参的构造函数时，派生类当基类声明有带形参的构造函数时，派生类也应声明带形参的构造函数，并将参数传递也应声明带形参的构造函数，并将参数传递给基类构造函数。给基类构造函数。29单一继承时的构造函数单一继承时的构造函数派生类的构造、析构函数class B B();B(int i);class C：public BC();C(int i,int j)派生类派生类C的构造函数有以下几种实现方式：的构造函数有以下几种实现方式：C:C()或或C:C(int i,int j)表示先调用表示先调用B类默认的构造函数或带默认形参值的构类默认的构造函数或带默认形参值的构造函数初始化造函数初始化B类数据成员。类数据成员。C:C(int i,int j):B(i)表示先调用表示先调用B类带参数的构造函数初始化类带参数的构造函数初始化B类数据成类数据成员。员。#includeusing namespace std;class Bpublic:B();B(int i);private:int b;class C:public Bpublic:C();C(int i,int j);private:int c;B:B()b=0;coutBs default constructor called.endl;B:B(int i)b=i;coutBs constructor called.bendl;C:C()c=0;coutCs default constructor called.endl;C:C(int i,int j):B(i)c=j;coutCs constructor called.cendl;void main()C obj(3,5);31多继承时的构造函数多继承时的构造函数派生类名派生类名:派生类名派生类名(参数总表参数总表):基类名基类名1(参数参数),基类名基类名2(参数参数),.,基类名基类名n(参数参数)，对象数据成员的初始化对象数据成员的初始化 本类成员初始化赋值语句；本类成员初始化赋值语句；派生类的构造、析构函数32构造函数的调用顺序构造函数的调用顺序1.调用基类构造函数，调用顺序按照它调用基类构造函数，调用顺序按照它们被继承时声明的顺序（从左向右）。们被继承时声明的顺序（从左向右）。2.调用成员对象的构造函数，调用顺序调用成员对象的构造函数，调用顺序按照它们在类中声明的顺序。按照它们在类中声明的顺序。3.派生类的构造函数体中的内容。派生类的构造函数体中的内容。P222 例例7-5派生类的构造、析构函数33拷贝构造函数拷贝构造函数l若建立派生类对象时调用默认拷贝构若建立派生类对象时调用默认拷贝构造函数，则编译器将自动调用基类的造函数，则编译器将自动调用基类的默认拷贝构造函数。默认拷贝构造函数。l若编写派生类的拷贝构造函数，则需若编写派生类的拷贝构造函数，则需要为基类相应的拷贝构造函数传递参要为基类相应的拷贝构造函数传递参数。例如数。例如:C:C(C&c1):B(c1)派生类的构造、析构函数派生类的构造、析构函数#includeusing namespace std;class Bpublic:B(int i);B(B&);B();private:int b;class C:public Bpublic:C(int i,int j)C(C&);C();private:int c;35派生类的构造、析构函数B:B(B&b1)b=0;coutBs copy constructor called.endl;B:B(int i)b=i;coutBs constructor called.bendl;B:B()coutBs destructor called.endl;36派生类的构造、析构函数C:C(C&c1):B(c1)c=0;coutCs copy constructor called.endl;C:C(int i,int j):B(i)c=j;coutCs constructor called.cendl;C:C()coutCs destructor called.endl;void main()C obj(3,5);C obj2(obj);37派生类的构造、析构函数38继承时的析构函数继承时的析构函数l析构函数也不被继承，派生类自行声明析构函数也不被继承，派生类自行声明l声明方法与一般（无继承关系时）类的声明方法与一般（无继承关系时）类的析构函数相同。析构函数相同。l不需要显式地调用基类的析构函数，系不需要显式地调用基类的析构函数，系统会自动隐式调用。统会自动隐式调用。l析构函数的调用次序与构造函数相反。析构函数的调用次序与构造函数相反。P224 例例7-6派生类的构造、析构函数42同名隐藏规则同名隐藏规则当派生类与基类中有相同成员时：当派生类与基类中有相同成员时：l若未强行指名，则通过派生类对象使用的是若未强行指名，则通过派生类对象使用的是派生类中的同名成员。派生类中的同名成员。l如果派生类中声明了与基类成员函数同名的如果派生类中声明了与基类成员函数同名的新函数，即使函数的参数表不同，新函数，即使函数的参数表不同，从基类继从基类继承的同名函数的所有重载形式也都会被隐藏承的同名函数的所有重载形式也都会被隐藏。l如果某派生类的多个基类拥有同名的成员，如果某派生类的多个基类拥有同名的成员，同时，派生类又新增这样的同名成员，派生同时，派生类又新增这样的同名成员，派生类成员将隐藏所有基类的同名成员。类成员将隐藏所有基类的同名成员。l如要通过派生类对象访问基类中被覆盖的同如要通过派生类对象访问基类中被覆盖的同名成员，应使用基类名限定。名成员，应使用基类名限定。派生类成员的标识与访问43例例7-7 多继承同名隐藏举例多继承同名隐藏举例派生类成员的标识与访问#include using namespace std;class B1 public:int nV;void fun()coutMember of B1 nVendl;class B2 public:int nV;void fun()coutMember of B2 nV endl;44class D1:public B1,public B2 public:int nV;void fun()coutMember of D1 nV endl;void main()D1 d1;d1.nV=1;/对象名对象名.成员名标识成员名标识,访问访问D1类成员类成员d1.fun();d1.B1:nV=2;/作用域分辨符标识作用域分辨符标识,访问基类访问基类B1成员成员d1.B1:fun();d1.B2:nV=3;/作用域分辨符标识作用域分辨符标识,访问基类访问基类B2成员成员d1.B2:fun();派生类成员的标识与访问45二义性问题举例（一）二义性问题举例（一）class A public:void f();class B public:void f();void g();class C:public A,public B public:void g();void h();如果声明：如果声明：C c1;则则 c1.f();具有二义性具有二义性而而 c1.g();无二义性无二义性（同名覆盖）（同名覆盖）派生类成员的标识与访问46二义性的解决方法二义性的解决方法l解决方法一：用类名来限定解决方法一：用类名来限定c1.A:f()或或 c1.B:f()l解决方法二：同名覆盖解决方法二：同名覆盖在在C 中声明一个同名成员函数中声明一个同名成员函数f()，f()再根据需要调用再根据需要调用 A:f()或或 B:f()派生类成员的标识与访问47二义性问题举例（二）二义性问题举例（二）class B public:int b;class B1:public B private:int b1;class B2:public B private:int b2;class C:public B1,public B2 public:int f();private:int d;派生类成员的标识与访问派生类派生类C的对象的存储结构示意图：的对象的存储结构示意图：bb1bb2dB类成员B类成员B1类成员B2类成员C类对象有二义性：有二义性：C c;c.bc.B:b无二义性：无二义性：c.B1:bc.B2:b派生类成员的标识与访问49二义性问题二义性问题l在多继承时，基类与派生类之间，或在多继承时，基类与派生类之间，或基类之间出现同名成员时，将出现访基类之间出现同名成员时，将出现访问时的二义性（不确定性）。问时的二义性（不确定性）。l当派生类从多个基类派生，而这些基当派生类从多个基类派生，而这些基类又从同一个基类派生，则在访问此类又从同一个基类派生，则在访问此共同基类中的成员时，将产生二义性。共同基类中的成员时，将产生二义性。派生类成员的标识与访问50虚基类虚基类l虚基类的引入虚基类的引入用于有共同基类的场合用于有共同基类的场合l声明声明以以virtual修饰说明基类修饰说明基类例：例：class B1:virtual public Bl作用作用主要用来解决多继承时可能发生的对同一基类继主要用来解决多继承时可能发生的对同一基类继承多次而产生的二义性问题。承多次而产生的二义性问题。为最远的派生类提供惟一的基类成员，而不重复为最远的派生类提供惟一的基类成员，而不重复产生多次拷贝。产生多次拷贝。l注意注意在第一级继承时就要将共同基类设计为虚基类。在第一级继承时就要将共同基类设计为虚基类。虚 基 类51虚基类举例虚基类举例class B public:int b;class B1:virtual public B private:int b1;class B2:virtual public B private:int b2;class C:public B1,public B2 private:float d;下面的访问是正确的：下面的访问是正确的：C cobj;cobj.b;虚 基 类虚基类的派生类对象存储结构示意图：虚基类的派生类对象存储结构示意图：BB1B2Cb1b2dB1类成员B2类成员C类对象bB类成员 虚 基 类53例例7-8虚基类举例虚基类举例 虚 基 类D1nV:int nVd:intB1:nV1:intB2:nV2:intfund():voidfun():voidB1nV1:intB2nV2:intD1nVd:intfund():void B0nV:intfun()54B0B1新增成员B0B2新增成员D1新增成员B0B0B1B2D1nV,fun()虚 基 类55#include using namespace std;class B0 public:int nV;void fun()coutMember of B0endl;class B1:virtual public B0 public:int nV1;class B2:virtual public B0 public:int nV2;虚 基 类56class D1:public B1,public B2 public:/新增外部接口新增外部接口 int nVd;void fund()coutMember of D1endl;void main()D1 d1;/声明声明D1类对象类对象d1d1.nV=2;d1.fun();虚 基 类57虚基类及其派生类构造函数虚基类及其派生类构造函数l建立对象时所指定的类称为建立对象时所指定的类称为最最(远远)派生类派生类。l虚基类的成员是由最远派生类的构造函数通过调用虚虚基类的成员是由最远派生类的构造函数通过调用虚基类的构造函数进行初始化的。基类的构造函数进行初始化的。l在整个继承结构中，直接或间接继承虚基类的所有派在整个继承结构中，直接或间接继承虚基类的所有派生类，都必须在构造函数的成员初始化表中给出对虚生类，都必须在构造函数的成员初始化表中给出对虚基类的构造函数的调用。如果未列出，则表示调用该基类的构造函数的调用。如果未列出，则表示调用该虚基类的默认构造函数。虚基类的默认构造函数。l在建立对象时，只有最远派生类的构造函数调用虚基在建立对象时，只有最远派生类的构造函数调用虚基类的构造函数，该派生类的其他基类对虚基类构造函类的构造函数，该派生类的其他基类对虚基类构造函数的调用被忽略。数的调用被忽略。虚 基 类58 虚 基 类#include using namespace std;class B0 public:B0(int n)nV=n;int nV;void fun()coutMember of B0endl;class B1:virtual public B0 public:B1(int a):B0(a)int nV1;class B2:virtual public B0 public:B2(int a):B0(a)int nV2;P23459class D1:public B1,public B2 public:D1(int a):B0(a),B1(a),B2(a)int nVd;void fund()coutMember of D1endl;void main()D1 d1(1);d1.nV=2;d1.fun();60综合实例综合实例l例例7-10（课后阅读）（课后阅读）l这个程序有两点不足：这个程序有两点不足：基类的成员函数pay()的函数体为空，在实现部分仍要写出函数体，显得冗余。在main()函数中，建立了四个不同类的对象，对它们进行了类似的操作，但是却重复写了四遍类似的语句，程序不够简洁。61练习1：设计一个类CDateInfo，要求其满足下述要求。(1)要求有一个无参的构造函数，其初始的年，月，日分别为：2000，1，1。(2)要求有一个带参数的构造函数，其参数分别对应年，月，日。(3)要求用一个成员函数实现日期的设置。(4)要求用一个成员函数实现日期的获取。练习2：定义基类BaseClass，有1个公有成员函数gcd(int x,int y)，其功能是求两个数的最大公约数。由BaseClass私有派生出Derived类，在main函数中用Derived类的对象中调用基类函数gcd(int x,int y)，求任意两个整数的最大公约数。62小结与复习建议小结与复习建议l主要内容主要内容类的继承、类成员的访问控制、单继承与多继承、派生类的构造和析构函数、类成员的标识与访问l达到的目标达到的目标理解类的继承关系，学会使用继承关系实现代码的重用。l实验任务实验任务实验七