第五周 继承

第一节 继承和派生

1.**继承 继承是在定义一个新类B时，如果该类与某个已有类A相似（指B至少拥有A的全部特点），那么就把A作为一个基类，B作为基类的一个派生类。 派生类是通过对基类进行修改和扩充得到的。在派生类中，可以扩充新的成员变量和成员函数。派生类一经定义后，可以独立使用，不依赖于基类。 派生类拥有基类的全部成员函数和成员变量，不论是private、protected、public。但是在派生类的各个成员函数中，不能访问基类中的private成员。 派生类的写法： class 派生类名: public 基类名 { }; 例程： class CStudent{ private: string sName; int nAge; public: bool IsThreeGood(){}; void SetName(const string & name) {sName = name;} }; class CUndergraduateStudent: public CStudent{ private: int nDepartment; public: bool IsThreeGood(){}//覆盖 bool CanBaoYan(){}; }; class CGraduatedStudent: public CStudent{ private: int nDepartment; char szMentorName[20]; public: int CountSalary(){}; }; 2.**派生类对象的内存空间 派生类对象的体积，等于基类对象的体积再加上派生类对象自己的成员变量的体积。在派生类对象中，包含着基类对象，而且基类对象的存储位置位于派生类对象新增的成员变量之前。 完整程序如下： #include #include #include using namespace std; class CStudent { private: string name; string id; char gender; int age; public: void PrintInfo(); void SetInfo(const string & name_, const string & id_, int age_, char gender_); string GetName() { return name; } }; class CUndergraduateStudent : public CStudent { private: string department; public: void QualifiedForBaoyan() { cout << “qualified for baoyan” << endl; } void PrintInfo() { CStudent::PrintInfo();//因为我也要输出基类的信息，覆盖就没办法直接输出了，所以先调用下基类的该函数，如果是构造函数就可以直接省略，进行隐式方式调用 cout << “Department:” << department << endl; } void SetInfo(const string & name_, const string & id_, int age_, char gender_, const string & department_) { CStudent::SetInfo(name_, id_, age_, gender_); department = department_; } }; void CStudent::PrintInfo() { cout << “Name:” << name << endl; cout << “ID:” << id << endl; cout << “Age:” << age << endl; cout << “Gender:” << gender << endl; } void CStudent::SetInfo(const string & name_, const string & id_, int age_, char gender_) { name = name_; id = id_; age = age_; gender = gender_; } int main() { CUndergraduateStudent s2; s2.SetInfo(“Zhang Yushuai”, “011210149”, 23, ‘M’, “comunication”); s2.QualifiedForBaoyan(); s2.PrintInfo(); system(“pause”); return 0; }

第二节 继承关系和复合关系

类与类的关系有三种：①没有关系；②继承关系；③符合关系。 继承：“是”的关系。基类A，B是基类A的派生类。逻辑上的要求：“一个B对象也是一个A对象”。 复合：“有”关系。 类C中“有”成员变量k，k是类D的对象，则C和D是符合关系。一般逻辑上的要求：D对象是C对象的固有属性或组成部分。 1.**复合关系的使用* 几何形体程序中，需要写“点”类，也需要写“圆类”，两者的关系就是复合关系——每一个圆对象里都包含一个点对象，即圆心。代码如下： class CPoint{ double x,y; friend class CCircle; } class CCicle{ double r; CPoint center;//圆心 } 举例：写一个小区养狗管理程序，需要些一个业主类，还需要些一个狗来。而狗是由猪肉的，主人当然有业主。假定狗只有一个主人，但一个业主可以有最多10条狗。 写法：为“狗”类设一个“业主”类的对象指针；为“业主”类设一个“狗”类的对象指针数组。 class CMaster; class CDog{ CMaster \pm; }; class CMaster{ CDog *dogs[10]; };

图2.1 复合关系示意

第三节 覆盖和保护成员

1.**覆盖 派生类可以定义一个和基类成员同名的成员，这叫覆盖。在派生类中访问这类成员时，缺省的情况是访问派生类定义的成员。要在派生类中访问由基类定义的同名成员时，要使用作用域符号::。 例如： class base{ int j; public: int i; void func(); }; class derived:public base{ public: int i; void access(); void func(); }; void derived::access(){ j = 5;//error i = 5;//引用的是派生类的i base::i = 6;//引用的是基类的i func();//派生类的 base::func();//基类的 } int main() { derived obj; obj.i = 1; base::obj.i = 2; return 0; } 一般来说，基类和派生类不定义同名成员变量，但同名成员函数很常见。 2.**类的保护成员 （1）protected 基类的private成员，可以被下列函数访问： ①基类的成员函数； ②基类的友元函数 基类的public成员可以被下列函数访问： ①基类的成员函数； ②基类的友元函数； ③派生类的成员函数； ④派生类的友元函数； ⑤其它的函数。 基类的protected成员可以被下列函数访问： ①基类的成员函数； ②基类的友元函数； ③派生类的成员函数可以访问当前对象的基类的保护成员。 例子： class Father{ private: int nPrivate;//私有成员 public: int nPublic;//公有成员 protected: int nProtected;//保护成员 }; class Son:public Father{ void AccessFather(){ nPublic = 1;//ok nPrivate = 1;//wrong nProtected = 1;//OK，访问从基类基础的Protected成员可以 Son f; f.nProtected = 1;//wrong，f不是当前对象 } }; int main(){ Father f; Son s; f.nPublic = 1;//ok s.nPublic = 2;//ok f.nProtected = 3;//error只能在本类的成员函数，派生类的成员函数，友元的成员函数访问 f.nPrivate = 4;//error基类的对象没办法访问基类的私有对象 s.nProtected = 5;//error派生类的对象无法访问基类的保护成员 s.nPrivate = 6;//error派生类的对象无法访问派生类从基类得到的私有成员 return 0; }

第四节 派生类的构造函数

1.**派生类的构造函数 class Bug{ private: int nLegs; int nColor; public: int nType; Bug(int legs, int color); void PrintBug(){}; }; class FlyBug:public Bug{ int nWings; public: FlyBug(int legs, int color, int wings); }; Bug::Bug(int legs, int color) { nLegs = legs; nColor = color; } FlyBug::FlyBug(int legs, int color, int wings):Bug(legs,color){ nWings = wings; } int main(){ FlyBug fb(2,3,4); fb.PrintBug(); fb.nType = 1; fb.nLegs = 2;//error无法直接访问私有成员 return 0; } 其实派生类的构造函数大部分都很简单，和普通的构造函数一样，但是派生类的构造函数如何继承来自基类的私有成员呢？其实在第一节2的代码给了我们一个答案，就是如下，利用了初始化列表调用Bug类中的构造函数来实现，第一节2的代码是直接写在了代码块里面。 FlyBug::FlyBug(int legs, int color, int wings):Bug(legs,color){ nWings = wings; } 这两种方式总结如下： （1）显式方式：在派生类的构造函数中，为基类的构造函数提供参数。格式如下： derived::derived(arg_derived-list):base(arg_base-list) （2）隐式方式：在派生类的构造函数中，省略基类构造函数时，派生类的构造函数则自动调用基类的默认构造函数（无参构造函数，若不存在则报错）。 在创建派生类的对象时，需要调用基类的构造函数：初始化派生类对象中从基类继承的成员。在执行一个派生类的构造函数之前，总是先执行基类的构造函数。 派生类的析构函数被执行时，执行完派生类的析构函数后，自动调用基类的析构函数。 2.**包含成员对象的派生类（封闭类）的构造函数写法 代码如下： class Bug{ private: int nLegs; int nColor; public: int nType; Bug(int legs, int color); void PrintBug(){}; }; class Skill{ public: Skill(int n){} }; class FlyBug:public Bug{ int nWings; Skill sk1,sk2; public: FlyBug(int legs, int color, int wings); }; FlyBug::FlyBug(int legs, int color, int wings):Bug(legs,color),sk1(5),sk2(color),nWings(wings){} （吐槽：都这么喜欢初始化列表，回头查查初始化列表仔细了解下） 3.**封闭派生类对象的构造函数执行顺序** 在创建派生类的对象时: （1）先执行基类的构造函数，用以初始化派生类对象中从基类继承的成员； （2）再执行成员对象类的构造函数，用以初始化派生类对象中成员对象； （3）最后执行派生类自己的构造函数。 在派生类对象消亡时： （1）先执行派生类自己的析构函数 （2）再依次执行各成员对象类的析构函数 （3）最后执行基类的析构函数

第五节 公有（public）继承的赋值兼容规则

1.public**继承的赋值兼容规则 class base{}; class derived:public base{};//公有派生 base b; derived d; 如上情况下，可以写出以下兼容规则： （1）派生类的对象可以赋值给基类对象 b =d;//OK （2）派生类对象可以初始化基类引用 base & br = d; （3）派生类对象的地址可以赋值给基类指针，但是不能通过pb访问d对象中属于Derived类而不属于Base类的成员： base *pb = &d; 这一切都是基于派生类对象就是一个基类对象的原因。 但是，如果派生方式是private或protected，则上述三条不可行。 2.protected继承和private**继承 class base{}; class derived:protected base{};//公有派生 base b; derived d; protected继承时，基类的public成员和protected成员成为派生类的protected成员。 private继承时，基类的public成员成为派生类的private成员，基类的protected成员成为派生类的不可访问成员。 protected**和private的继承不是“是”的关系。 3.**基类与派生类的指针强制转换 通过强制指针类型转换，可以把ptrBase转换成Derived类的指针： Base ptrBase = &objDerived; Derived \ptrDerived = (Derived * ) ptrBase; 4.**直接基类和间接基类** A派生类B，类B派生类C，类C派生类D，…… – 类A是类B的直接基类 – 类B是类C的直接基类，类A是类C的间接基类 – 类C是类D的直接基类，类A、B是类D的间接基类 在声明派生类时，只需要列出它的直接基类： （1）派生类沿着类的层次自动向上继承它的间接基类。 （2）派生类的成员包括： ①派生类自己定义的成员； ②直接基类中的所有成员； ③所有间接基类的全部成员。