C++电子(下)第八章

1、整理课件继承继承(inheritance)(inheritance)：该机制是面向对象程序设计使代码可以复用的最重要的手该机制是面向对象程序设计使代码可以复用的最重要的手段，它允许程序员在保持原有类特性的基础上进行扩展，段，它允许程序员在保持原有类特性的基础上进行扩展，增加功能。增加功能。这样产生新的类，称派生类。继承呈现了面向这样产生新的类，称派生类。继承呈现了面向对象程序设计的层次结构。对象程序设计的层次结构。体现了由简单到复杂的认识过体现了由简单到复杂的认识过程程。第八章 继承与多态多态性多态性(polymorphism):(polymorphism):多态性包括静态的多态性和动态的多态

2、性。前者亦称编译多态性包括静态的多态性和动态的多态性。前者亦称编译时的多态性，包括函数的重载和运算符的重载。后者亦称时的多态性，包括函数的重载和运算符的重载。后者亦称运行时的多态性，这是以虚函数为基础的，是面向对象程运行时的多态性，这是以虚函数为基础的，是面向对象程序设计的标志性特征。序设计的标志性特征。 体现了类推和比喻的思想方法。体现了类推和比喻的思想方法。 整理课件第八章 继承与多态8.1 继承与派生的概念继承与派生的概念 8.4 虚基类虚基类 （选读）（选读） 8.3 多重继承与派生类成员标识多重继承与派生类成员标识 (选读选读) 8. 6 多态性与虚函数多态性与虚函数 8.5 派生类

3、应用讨论派生类应用讨论 8.2 派生类的构造函数与析构函数派生类的构造函数与析构函数 附录：附录： UML类图中的依赖关系类图中的依赖关系附录：用附录：用UML类图表示派生类图表示派生整理课件 继承与派生的概念层次概念层次概念是计算机的重要概念。通过是计算机的重要概念。通过继承继承（inheritance）的机制可对类（的机制可对类（class）分层，提供类型）分层，提供类型/子类型的关系。子类型的关系。 C+通过通过类派生类派生（class derivation）的机制来支持继承。）的机制来支持继承。被继承的类称为被继承的类称为基类基类（base class）或）或超类超类（supercla

4、ss），），新的类为新的类为派生类派生类（derived class）或）或子类子类（subclass）。基）。基类和派生类的集合称作类和派生类的集合称作类继承层次结构类继承层次结构（hierarchy）。）。 如果基类和派生类共享相同的公有接口，则派生类被称作如果基类和派生类共享相同的公有接口，则派生类被称作基类的子类型（基类的子类型（subtype）。）。 层次概念：层次概念：派生反映了事物之间的联系，事物的共性与个性之间的关系。派生反映了事物之间的联系，事物的共性与个性之间的关系。 派生与独立设计若干相关的类，前者工作量少，重复的部分派生与独立设计若干相关的类，前者工作量少，重复的部分可

5、以从基类继承来，不需要单独可以从基类继承来，不需要单独编程编程。 整理课件 继承与派生的概念8.1.1 类的派生与继承类的派生与继承 8. 1.2 公有派生与私有派生公有派生与私有派生 整理课件派生类的定义：派生类的定义：class 派生类名：访问限定符派生类名：访问限定符 基类名基类名1，访问限定符，访问限定符 基类名基类名2，访问限定符，访问限定符 基类名基类名n private: 成员表成员表1； /派生类增加或替代的私有成员派生类增加或替代的私有成员public:成员表成员表2； /派生类增加或替代的公有成员派生类增加或替代的公有成员protected:成员表成员表3； /派生类增加或

6、替代的保护成员派生类增加或替代的保护成员；/分号不可少分号不可少其中基类其中基类1 1，基类，基类2 2，是已声明的类。是已声明的类。 在派生类定义的类体中在派生类定义的类体中给出的成员称为给出的成员称为派生类成员派生类成员，它们是新增加成员，它们给派生类，它们是新增加成员，它们给派生类添加了不同于基类的新的属性和功能。派生类成员也包括取代基添加了不同于基类的新的属性和功能。派生类成员也包括取代基类成员的更新成员。类成员的更新成员。8.1.1 8.1.1 类的派生与继承类的派生与继承整理课件8.1.1 8.1.1 类的派生与继承类的派生与继承访问限定符两方面含义：访问限定符两方面含义：派生类成

7、员（新增派生类成员（新增成员）函数对基类（继承来的）成员的访问（调用成员）函数对基类（继承来的）成员的访问（调用和操作）和操作），和，和从派生类对象之外对派生类对象中的从派生类对象之外对派生类对象中的基类成员的访问基类成员的访问。放在后面讨论。放在后面讨论。公有派生限制最少，是派生的主流。公有派生限制最少，是派生的主流。访问限定符：访问限定符：基类名前的访问限定符，是对基类成员进一步的限制。基类名前的访问限定符，是对基类成员进一步的限制。访问控制也是三种：访问控制也是三种：公有（公有（public）方式，亦称公有继承）方式，亦称公有继承保护（保护（protected）方式，亦称保护继承）方式，

8、亦称保护继承私有（私有（private）方式，）方式， 亦称私有继承。亦称私有继承。 整理课件基类基类1基类基类2基类基类n派生类派生类1派生类派生类2基类基类派生类派生类1派生类派生类2（a）多重继承）多重继承 （b）单继承）单继承 图图8.1 多重继承与单继承多重继承与单继承 一个基类一个基类可以直接可以直接派生出多派生出多个派生类个派生类 派生类可派生类可以由多个以由多个基类共同基类共同派生出来，派生出来，称多重继称多重继承。承。8.1.1 8.1.1 类的派生与继承类的派生与继承多重继承：多重继承：如果一个派生类可以同时有多个基类，称如果一个派生类可以同时有多个基类，称为多重继承（为多

9、重继承（multiple-inheritance），这时的派生类同），这时的派生类同时得到了多个已有类的特征。时得到了多个已有类的特征。单继承：单继承：派生类只有一个直接基类的情况称为单继承派生类只有一个直接基类的情况称为单继承（single-inheritance）。）。整理课件8.1.1 8.1.1 类的派生与继承类的派生与继承 在派生过程中，派生出来的新类同样可以在派生过程中，派生出来的新类同样可以作为基类再继续派生出更新的类，依此类推形作为基类再继续派生出更新的类，依此类推形成一个层次结构。直接参与派生出某类称为直成一个层次结构。直接参与派生出某类称为直接基类，而基类的基类，以及更深层

10、的基类称接基类，而基类的基类，以及更深层的基类称为为间接基类间接基类。类族：类族： 同时一个基类可以直接派生出多个派生类。同时一个基类可以直接派生出多个派生类。这样形成了一个相互关联的类族。如这样形成了一个相互关联的类族。如MFC就是就是这样的族类，它由一个这样的族类，它由一个CObject类派生出类派生出200个个MFC类中的绝大多数。类中的绝大多数。 多层次继承：多层次继承：整理课件编制编制派生派生类时类时可分可分四步四步 吸收基类的成员吸收基类的成员 改造基类成员改造基类成员 发展新成员发展新成员 重写构造函数与析构函数重写构造函数与析构函数 8.1.1 8.1.1 类的派生与继承类的派

11、生与继承不论是数据成员，还是函数成员，不论是数据成员，还是函数成员，除构造函数与析构函数外全盘接收除构造函数与析构函数外全盘接收 声明一个和某基类成员同名的新成员声明一个和某基类成员同名的新成员,派派生类中的新成员就屏蔽了基类同名成员生类中的新成员就屏蔽了基类同名成员派生类新成员必须与基类成员不同名，它派生类新成员必须与基类成员不同名，它的加入保证派生类在功能上有所发展。的加入保证派生类在功能上有所发展。 派生编程步骤：派生编程步骤：整理课件8.1.1 8.1.1 类的派生与继承类的派生与继承第二步中，第二步中，新成员新成员如是成员函数，参数表和返如是成员函数，参数表和返回值也完全一样，称为同

12、名覆盖回值也完全一样，称为同名覆盖(Override)，否则是重载否则是重载 。第三步中，独有的新成员才是继承与派生的核第三步中，独有的新成员才是继承与派生的核心特征。心特征。第四步是重写构造函数与析构函数，派生类不第四步是重写构造函数与析构函数，派生类不继承这两种函数。不管原来的函数是否可用继承这两种函数。不管原来的函数是否可用一一律重写可免出错律重写可免出错。方式类似聚合方式类似聚合含成员对含成员对象的类的构造函数象的类的构造函数。详细内容后文讨论。详细内容后文讨论。整理课件【例【例8.18.1】由在册人员类公有派生学生】由在册人员类公有派生学生类类【例【例8.1】由在册人员类公有派生学生

13、类。我】由在册人员类公有派生学生类。我们希望基类和派生类共享相同的公有接口们希望基类和派生类共享相同的公有接口,只只能采用公有派生来实现。能采用公有派生来实现。基类：基类：class Personstring IdPerson;/身份证号身份证号,18位数字位数字string Name;/姓名姓名Tsex Sex; /性别性别enum Tsexmid,man,woman;int Birthday;/生日生日,格式格式1986年年8月月18日写作日写作19860818string HomeAddress;/家庭地址家庭地址public:Person(string, string,Tsex,int

14、, string);/构造函数构造函数 Person(); /默认的构造函数默认的构造函数 Person(); /析构函数析构函数整理课件【例【例8.18.1】由在册人员类公有派生学生】由在册人员类公有派生学生类类void SetName(string); /修改名字修改名字string GetName()return Name; /提取名字提取名字void SetSex(Tsex sex)Sex=sex; /修改性别修改性别Tsex GetSex()return Sex; /提取性别提取性别void SetId(string id)IdPerson=id;/修改身份证号修改身份证号strin

15、g GetId()return IdPerson; /提取身份证号提取身份证号void SetBirth(int birthday)Birthday=birthday; /修改生日修改生日int GetBirth()return Birthday; /提取生日提取生日void SetHomeAdd(string ); /修改住址修改住址string GetHomeAdd()return HomeAddress; /提取住址提取住址void PrintPersonInfo(); /输出个人信息输出个人信息;/接口函数：接口函数：整理课件【例【例8.18.1】由在册人员类公有派生学生】由在册人员类

16、公有派生学生类类派生的学生类派生的学生类: :class Student:public Person /定义派生的学生类定义派生的学生类 string NoStudent; /学号学号 course cs30; /30门课程与成绩门课程与成绩public: Student(string id, string name,Tsex sex,int birthday, string homeadd, string nostud);/注意派生类构造函数声明方式注意派生类构造函数声明方式 Student(); /默认派生类构造函数默认派生类构造函数 Student(); /派生类析构函数派生类析构函数

17、SetCourse(string ,int); /课程设置课程设置 int GetCourse(string ); /查找成绩查找成绩 void PrintStudentInfo(); /打印学生情况打印学生情况;struct course string coursename; int grade;验证主函数验证主函数整理课件8.2 8.2 派生类的构造函数与析构函数派生类的构造函数与析构函数注意：注意： 本例中标准本例中标准C+字符串字符串string是作为成员对象使用的是作为成员对象使用的（聚合聚合），动态内存分配的构造和析构被封装起来，使用十），动态内存分配的构造和析构被封装起来，使用十

18、分简单。如使用动态生成的分简单。如使用动态生成的C风格字符串，要考虑深复制，风格字符串，要考虑深复制，那要复杂得多。那要复杂得多。 提倡完善的类对象封装，不仅封装数据和对数据的操作，提倡完善的类对象封装，不仅封装数据和对数据的操作，而且封装资源的动态分配与释放，形成一个完备的子系统。而且封装资源的动态分配与释放，形成一个完备的子系统。在一个有层次结构的类体系中资源的动态分配与释放应封装在一个有层次结构的类体系中资源的动态分配与释放应封装在成员对象中在成员对象中，如同使用标准的，如同使用标准的string字符串类那样。字符串类那样。 聚合是一种完善的封装。采用成员对象将大大简化层次聚合是一种完善

19、的封装。采用成员对象将大大简化层次结构的类体系中资源的动态分配与释放的处理方法，不再出结构的类体系中资源的动态分配与释放的处理方法，不再出现难度极大的多层次的深复制。现难度极大的多层次的深复制。整理课件8.1.2 8.1.2 公有派生与私有派公有派生与私有派生生访问限定符讨论：访问限定符讨论：派生类成员（新增成员）函数对基类（继承来派生类成员（新增成员）函数对基类（继承来的）成员的访问（调用和操作）的）成员的访问（调用和操作），和，和从派生从派生类对象之外对派生类对象中的基类成员的访类对象之外对派生类对象中的基类成员的访问问。下面进行详细讨论：下面进行详细讨论：整理课件8.1.2 8.1.2

20、公有派生与私有派公有派生与私有派生生不可直接访问 不可直接访问 private 不可直接访问 private protected 不可直接访问不可直接访问 private public 私有派生私有派生所有接口所有接口必须重写必须重写 不可直接访问 不可直接访问 private 不可直接访问 protected protected 可直接访问可直接访问 public public 公有派生公有派生所有接口所有接口均可使用均可使用 在派生类对象外访问派生类对象的基类成员 在派生类中对基类成员的访问限定 基类中的访问限定 派生方式 公有派生是绝对主流公有派生是绝对主流。 整理课件8.1.2 8.1

21、.2 公有派生与私有派公有派生与私有派生生保护派生保护派生: :直接派生直接派生: : 基类的私有成员仍是派生类的私有成员，不基类的私有成员仍是派生类的私有成员，不可直接访问，而基类中的公有和保护成员全部成为派生类可直接访问，而基类中的公有和保护成员全部成为派生类的保护成员，在派生类中可以直接访问。但在派生类对象的保护成员，在派生类中可以直接访问。但在派生类对象之外是不能直接访问该对象的任何基类成员的。与私有派之外是不能直接访问该对象的任何基类成员的。与私有派生相同。生相同。多层派生：多层派生：把保护派生类作为基类或把私有派生类作为把保护派生类作为基类或把私有派生类作为基类再作一层保护派生。基

22、类再作一层保护派生。在新的保护派生类中可直接访问在新的保护派生类中可直接访问由保护派生传递过来的底层基类的公有和保护成员，而不由保护派生传递过来的底层基类的公有和保护成员，而不可直接访问由私有派生传递来的底层基类的公有和保护成可直接访问由私有派生传递来的底层基类的公有和保护成员。员。但在该类对象之外都不可直接访问类对象底层基类的但在该类对象之外都不可直接访问类对象底层基类的公有成员。合理使用保护限定方式可以在复杂的类层次关公有成员。合理使用保护限定方式可以在复杂的类层次关系中取一个共享访问和成员封装隐蔽性的折衷。系中取一个共享访问和成员封装隐蔽性的折衷。整理课件派生类构造函数的定义：派生类构造

23、函数的定义：派生类名派生类名:派生类名（参数总表）派生类名（参数总表）:基类名基类名1（参数名表（参数名表1），基类名，基类名2（参数名表（参数名表2），），基类名，基类名n（参数名表（参数名表n），成员对象名成员对象名1（成员对象参数名表（成员对象参数名表1），），成，成员对象名员对象名m（成员对象参数名表（成员对象参数名表m）/派生类新增成员的初始化；派生类新增成员的初始化； /所列出的成员对象名全部为新增成员对象的名字所列出的成员对象名全部为新增成员对象的名字注意：注意： 在构造函数的声明中，冒号及冒号以后部分必须略去。在构造函数的声明中，冒号及冒号以后部分必须略去。 所谓不能继承并不是

24、不能利用，而是把基类的构造函数作所谓不能继承并不是不能利用，而是把基类的构造函数作为新的构造函数的一部分，或者讲调用基类的构造函数。为新的构造函数的一部分，或者讲调用基类的构造函数。基基类名仅指直接基类，写了底层基类，编译器认为出错类名仅指直接基类，写了底层基类，编译器认为出错。 冒号后的基类名，成员对象名的次序可以随意，这里的次冒号后的基类名，成员对象名的次序可以随意，这里的次序与调用次序无关。序与调用次序无关。 8.2 8.2 派生类的构造函数与析构函数派生类的构造函数与析构函数整理课件派生类构造函数各部分执行次序：派生类构造函数各部分执行次序： 1.1.调用基类构造函数，按它们在派生类定

25、义调用基类构造函数，按它们在派生类定义的先后顺序，顺序调用。的先后顺序，顺序调用。 2.2.调用成员对象的构造函数，按它们在类定调用成员对象的构造函数，按它们在类定义中声明的先后顺序，顺序调用。义中声明的先后顺序，顺序调用。3.3.派生类的构造函数体中的操作。派生类的构造函数体中的操作。8.2 8.2 派生类的构造函数与析构函数派生类的构造函数与析构函数注意：注意： 在派生类构造函数中，只要基类不是使用无参的默认在派生类构造函数中，只要基类不是使用无参的默认构造函数都要显式给出基类名和参数表构造函数都要显式给出基类名和参数表。 如果基类没有定义构造函数，则派生类也可以不定义，如果基类没有定义构

26、造函数，则派生类也可以不定义，全部采用系统给定的默认构造函数。全部采用系统给定的默认构造函数。 如果基类定义了带有形参表的构造函数时，派生类就如果基类定义了带有形参表的构造函数时，派生类就应当定义构造函数。应当定义构造函数。整理课件8.2 8.2 派生类的构造函数与析构函数派生类的构造函数与析构函数析构函数：析构函数：析构函数析构函数的功能是作善后工作。的功能是作善后工作。 只要在函数体内把派生类新增的一般成员处理只要在函数体内把派生类新增的一般成员处理好就可以了好就可以了，而，而对新增的成员对象和基类的善后工对新增的成员对象和基类的善后工作，系统会自己调用成员对象和基类的析构函数来作，系统会

27、自己调用成员对象和基类的析构函数来完成完成。 析构函数各部分执行次序与构造函数相反，析构函数各部分执行次序与构造函数相反，首首先对派生类新增一般成员析构，然后对新增对象成先对派生类新增一般成员析构，然后对新增对象成员析构，最后对基类成员析构员析构，最后对基类成员析构。整理课件8.3 8.3 多重继承与派生类成员标识（选读）多重继承与派生类成员标识（选读）由多个基类共同派生出新的派生类，这样的继承结构由多个基类共同派生出新的派生类，这样的继承结构被称为多重继承或多继承（被称为多重继承或多继承（multiple-inheritance） 椅子椅子床床沙发沙发(单继承单继承)躺椅躺椅(多重继承多重继

28、承)两用沙发两用沙发(多重继承多重继承)图图8.2 椅子，床到两用沙发椅子，床到两用沙发多重继承实例：多重继承实例：整理课件在册人员在册人员学生学生(单继承单继承)教职工教职工(单继承单继承)兼职教师兼职教师(单继承单继承)教师教师(单继承单继承)行政人员行政人员(单继承单继承)工人工人(单继承单继承)研究生研究生(单继承单继承)行政人员兼教师行政人员兼教师(多重继承多重继承)在职研究生在职研究生(多重继承多重继承)研究生助教研究生助教(多重继承多重继承)图图8.3 大学在册人员继承关系大学在册人员继承关系8.3 8.3 多重继承与派生类成员标识（选读）多重继承与派生类成员标识（选读）派生出来

29、派生出来的新类同的新类同样可以作样可以作为基类再为基类再继续派生继续派生出更新的出更新的类，依此类，依此类推形成类推形成一个一个层次层次结构结构。 整理课件8.3 8.3 多重继承与派生类成员标识（选读）多重继承与派生类成员标识（选读）歧义性问题歧义性问题: :参见图参见图8.3，比如行政人员兼教师，在其基类教师中有一个，比如行政人员兼教师，在其基类教师中有一个“教职工编号教职工编号”，另一基类行政人员中也有一个，另一基类行政人员中也有一个“教职工编教职工编号号”，如果只讲教职工编号那么是哪一个基类中的呢？这两，如果只讲教职工编号那么是哪一个基类中的呢？这两者可能是一回事，但者可能是一回事，但

30、计算机系统并不这么认为计算机系统并不这么认为。进一步，如果进一步，如果“教职工编号教职工编号” 是由两个基类是由两个基类“教师教师”和和“行行政人员政人员”共同的基类共同的基类“教职工教职工”类继承来的，只有同一个标类继承来的，只有同一个标识符，也不能用改标识符来区分。识符，也不能用改标识符来区分。 唯一标识问题：唯一标识问题：通常采用作用域分辨符通常采用作用域分辨符“:”：基类名基类名:成员名成员名; /数据成员数据成员基类名基类名:成员名成员名(参数表参数表); /函数成员函数成员 整理课件class EGStudent int No在职学号在职学号 class GStudent int

31、No研究生号 .class Student int No学生号 . class Person int No身份证号 .class Employee int No工作证号 .class Person int No身份证号 .图图8.4（a）在职研究生派生类关系）在职研究生派生类关系 定义定义EGStudent类对象类对象EGStudent1，并假定派生全部为公有派生，并假定派生全部为公有派生，而而int No全为公有成员全为公有成员:EGStud1.No /在职学号在职学号EGStud1.GStudent:No /研究生号研究生号EGStud1.GStudent.Student:No /学生号学

32、生号 EGStud1.GStudent.Student. Person:No /身份证号身份证号:No /工作证号工作证号EGStud1.Employee.Person:No /身份证号身份证号两个身份证号从逻辑上两个身份证号从逻辑上讲应是一回事讲应是一回事,但是物理但是物理上是分配了不同内存空上是分配了不同内存空间，是两个变量，请参间，是两个变量，请参见图见图8.4(b)。整理课件Person Person StudentEmployee GStudent EGStudentPerson成员成员 Person成员成员 Student新成员新成员 GStudent新成员新成员 Employee

33、新成员新成员 EGStudent新成员新成员 图图8.4（b）在职研究）在职研究生派生类存储图生派生类存储图 建议采用有确定字面意思的标识符，它可以被编译器简单区分出建议采用有确定字面意思的标识符，它可以被编译器简单区分出来。来。 如果如果class Person的身份证号标识为的身份证号标识为int IdPerson，则写为：，则写为：EGStud1.GStudent:IdPersonEGStud1.Employee:IdPerson不必标出那么多层次的类，但写不必标出那么多层次的类，但写EGStud1:IdPerson是错的。是错的。 作用域分辨符不能嵌套使用作用域分辨符不能嵌套使用，如：

34、，如：EGStud1.GStudent:Student:No/学生号学生号EGStud1.GStudent:Student:Person:No /身份证号身份证号是是错误错误的。的。 8.3 8.3 多重继承与派生类成员标识（选读）多重继承与派生类成员标识（选读）整理课件8.3 8.3 多重继承与派生类成员标识（选读）多重继承与派生类成员标识（选读）一般数据成员总是私有成员，派生类对基类一般数据成员总是私有成员，派生类对基类的访问只能间接进行。访问身份证号，应通的访问只能间接进行。访问身份证号，应通过过class Person中的公有成员函数（接口）中的公有成员函数（接口）GetNo()和和S

35、etNo()进行进行：EGStud1.Employee.Person:SetNo(no);no=EGStud1.Employee.Person:GetNo();注意：注意：整理课件【例【例8.2】由圆和高多重继承派生出圆锥。】由圆和高多重继承派生出圆锥。 因为公有派生时，在派生类中不可以直接访问基类的私有因为公有派生时，在派生类中不可以直接访问基类的私有成员，但成员，但可以直接访问基类的保护成员可以直接访问基类的保护成员，当需要在派生类中访问，当需要在派生类中访问基类的数据成员时，可以将它们定义为保护的，而不是私有的。基类的数据成员时，可以将它们定义为保护的，而不是私有的。 本例中类本例中类C

36、ircle为圆；类为圆；类Line为高；类为高；类Cone为圆锥，由为圆锥，由Circle和和Line公有派生而来。在公有派生而来。在Cone类中，类中，Circle和和Line类的接类的接口完全不变，可以直接调用，这就是公有派生的优点。在口完全不变，可以直接调用，这就是公有派生的优点。在Cone的成员函数中可直接访问的成员函数中可直接访问Circle和和Line中的公有成员和保护成中的公有成员和保护成员。员。 【例【例8.28.2】由圆和高多重继承派生出圆锥】由圆和高多重继承派生出圆锥检证主程序：检证主程序：圆类圆类Circle定义定义高类高类Line定义定义圆锥类圆锥类Cone定义定义整理

37、课件虚基类的引入：虚基类的引入：在图在图8.4中，两个身份证号显然是不合理的。可以把中，两个身份证号显然是不合理的。可以把class Person这个共同基类设置为这个共同基类设置为虚基类虚基类，这样就仅有，这样就仅有一个一个Person基类成员，从不同路径继承来的同名数据基类成员，从不同路径继承来的同名数据成员（成员（身份证号身份证号）在内存中就是同一个数据。）在内存中就是同一个数据。 8.4 8.4 虚基类（选读）虚基类（选读）注意：注意：virtual 关键字只对紧随其后的基类名起作用关键字只对紧随其后的基类名起作用:class Student:virtual public Person

38、.;class Employee:virtual public Person.;虚基类虚基类(virtual base class)定义：定义：class 派生类名派生类名:virtual 访问限定符访问限定符 基类类名基类类名.;class 派生类名派生类名:访问限定符访问限定符 virtual 基类类名基类类名.;整理课件8.4 8.4 虚基类（选读）虚基类（选读）图图8.5 采用虚基类后在职研究生类储存图采用虚基类后在职研究生类储存图StudentGStudentEGStudentPersonStudent新成员新成员GStudent新成员新成员PersonEmployee新成员新成员P

39、erson成员成员EGStudent新成员新成员PersonPersonEmployee这种继承称这种继承称为虚拟继承为虚拟继承虚拟继承：虚拟继承：在在Person的位置上放的是指针的位置上放的是指针，两个指针都指向两个指针都指向Person成员存储的内存成员存储的内存。这种继承称为。这种继承称为虚拟继承虚拟继承（virtual inheritance）。）。整理课件8.4 8.4 虚基类（选读）虚基类（选读）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(1(参数名表参数名表1)1), ,基类名基类名2(2(参数名表参数名表2),2),基类名基类名n(n(参数

40、名表参数名表n)n), ,成成员对象名员对象名1(1(成员对象参数名表成员对象参数名表1),1),成员对象名成员对象名m(m(成成员对象参数名表员对象参数名表m)m)，底层虚基类名底层虚基类名1(1(参数名表参数名表1)1), , 底层虚基类名底层虚基类名r(r(参数名表参数名表r)r) /派生类新增成员的初始化派生类新增成员的初始化; ; /所列出的成员对象名全部为新增成员对象的名字所列出的成员对象名全部为新增成员对象的名字在多层虚拟继承构造函数中，基类名不仅要列出在多层虚拟继承构造函数中，基类名不仅要列出直接基类，而且要列出底层虚基类，否则编译器直接基类，而且要列出底层虚基类，否则编译器认

41、为出错。认为出错。如不是虚拟继承只能列直接基类。如不是虚拟继承只能列直接基类。虚拟继承的构造函数：虚拟继承的构造函数：整理课件8.4 8.4 虚基类（选读）虚基类（选读）在派生类对象的在派生类对象的创建创建中：中：首先是虚基类的构造函数并按它们声明的顺序构造。首先是虚基类的构造函数并按它们声明的顺序构造。第二批是非虚基类的构造函数按它们声明的顺序调用。第二批是非虚基类的构造函数按它们声明的顺序调用。第三批是成员对象的构造函数。第三批是成员对象的构造函数。最后是派生类自己的构造函数被调用。最后是派生类自己的构造函数被调用。构造函数执行次序：构造函数执行次序：整理课件8.4 8.4 虚基类（选读）

42、虚基类（选读）【例【例8.3】在采用虚基类的多重继承中构造与析构的次序。】在采用虚基类的多重继承中构造与析构的次序。class Objectpublic:Object()coutconstructor Objectn;Object()coutdeconstructor Objectn;class Bclass1public:Bclass1()coutconstructor Bclass1n;Bclass1()coutdeconstructor Bclass1n;class Bclass2public:Bclass2()coutconstructor Bclass2n;Bclass2()cout

43、deconstructor Bclass2n;整理课件8.4 8.4 虚基类（选读）虚基类（选读）【例【例8.3】在采用虚基类的多重继承中，构造与析构的次序。】在采用虚基类的多重继承中，构造与析构的次序。class Bclass3public:Bclass3()coutconstructor Bclass3n;Bclass3()coutdeconstructor Bclass3n;class Dclass:public Bclass1,virtual Bclass3,virtual Bclass2 Object object;public: Dclass():object(),Bclass2(

44、),Bclass3(),Bclass1() cout派生类建立派生类建立!n; Dclass()cout派生类析构派生类析构!n;int main() Dclass dd; coutPrintStudentInfo();pper4=pstu4;delete pper4;/用基类指针撤销派生类，动态生成的对象必须显式撤销用基类指针撤销派生类，动态生成的对象必须显式撤销8.6.1 8.6.1 虚函数的定义虚函数的定义在主函数中添加以下内容：在主函数中添加以下内容： 通过在析构函数中加显示语句发现先调通过在析构函数中加显示语句发现先调Student析构函析构函数，后调数，后调Person析构函数。析

45、构函数。 这里再次强调这里再次强调动态生成的对象必须显式撤销动态生成的对象必须显式撤销。整理课件纯虚函数：纯虚函数： 纯虚函数纯虚函数（pure virtual function）是指）是指被标明为不具体实现的虚拟成员函数。它用被标明为不具体实现的虚拟成员函数。它用于这样的情况：定义一个基类时，会遇到无于这样的情况：定义一个基类时，会遇到无法定义基类中虚函数的具体实现，其实现依法定义基类中虚函数的具体实现，其实现依赖于不同的派生类。赖于不同的派生类。8.6.2 8.6.2 纯虚函数纯虚函数纯虚函数的定义：纯虚函数的定义：virtual 返回类型返回类型 函数名（参数表）函数名（参数表）=0；含

46、有纯虚函数的基类是不能用来定义对象的。纯虚含有纯虚函数的基类是不能用来定义对象的。纯虚函数没有实现部分，不能产生对象，所以含有纯虚函数没有实现部分，不能产生对象，所以含有纯虚函数的类是函数的类是抽象类抽象类。整理课件1 定义纯虚函数时，不能定义虚函数的实现部分。定义纯虚函数时，不能定义虚函数的实现部分。即使是函数体为空也不可以，函数体为空就可以执即使是函数体为空也不可以，函数体为空就可以执行，只是什么也不做就返回。但根本不能调用纯虚行，只是什么也不做就返回。但根本不能调用纯虚函数。函数。2 “=0”表明程序员将不定义该函数，函数声明是表明程序员将不定义该函数，函数声明是为派生类保留一个位置。为

47、派生类保留一个位置。“=0”本质上是将指向函数本质上是将指向函数体的指针定为体的指针定为NULL。3 在派生类中必须有重新定义的纯虚函数的函数在派生类中必须有重新定义的纯虚函数的函数体，这样的派生类才能用来定义对象。体，这样的派生类才能用来定义对象。8.6.2 8.6.2 纯虚函数纯虚函数定义纯虚函数的要点：定义纯虚函数的要点：整理课件【例【例8.8】学校对在册人员进行奖励，依据是业】学校对在册人员进行奖励，依据是业绩分，但是绩分，但是业绩分的计算方法只能对具体人员进业绩分的计算方法只能对具体人员进行行，如学生，教师，行政人员，工人，算法都不，如学生，教师，行政人员，工人，算法都不同，所以可以

48、将在册人员类作为一个抽象类，同，所以可以将在册人员类作为一个抽象类，业业绩计算方法作为一个纯虚函数绩计算方法作为一个纯虚函数。在主函数中全部用指向基类的指针来调用在主函数中全部用指向基类的指针来调用8.6.2 8.6.2 纯虚函数纯虚函数业绩分基类定义业绩分基类定义业绩分学生派生类定义业绩分学生派生类定义业绩分教师派生类定义业绩分教师派生类定义验证主函数验证主函数整理课件【例【例8.9】用用虚函数虚函数来实现来实现辛普生辛普生法求函数的定积分。法求函数的定积分。bannnyyyyyyyyxdxxf)( 2)( 431)(24213108.6.2 8.6.2 纯虚函数纯虚函数纯虚函数实现通用算法

49、纯虚函数实现通用算法: :辛普生法求定积分类辛普生法求定积分类在派生类中加被积函数：在派生类中加被积函数：验证主函数验证主函数整理课件8.6.3 8.6.3 继承与多态的应用继承与多态的应用单链表派生类（选读）单链表派生类（选读）【例【例8.10】通用单链表派生类通用单链表派生类。第一步第一步改造【例改造【例7.4】的头文件，不的头文件，不采用模板类，而采用虚函数实现多态性，达到采用模板类，而采用虚函数实现多态性，达到通用的目的通用的目的。结点类数据域被改造为指针，而把数据放在一。结点类数据域被改造为指针，而把数据放在一个抽象类中，由指针与之建立联系。个抽象类中，由指针与之建立联系。数据域数据

50、域（指向抽象（指向抽象数据类的指数据类的指针）针）由抽象类派由抽象类派生的数据类生的数据类对象（如串对象（如串对象）对象）指针域（指指针域（指向下一结向下一结点）点）结点类对象结点类对象动态建立的动态建立的数据类对象数据类对象图图8.9 结点构造结点构造整理课件class Object /数据类为抽象类数据类为抽象类public: Object() virtual bool operator(Object &)=0; /纯虚函数纯虚函数,参数必须为引用或指针参数必须为引用或指针 virtual bool operator!=(Object &)=0; /纯虚函数纯虚函数,参数必

51、须为引用或指针参数必须为引用或指针 virtual void Print()=0; /纯虚函数纯虚函数 virtual Object() ; /析构函数可为虚函数，构造函数不行析构函数可为虚函数，构造函数不行8.6.3 8.6.3 继承与多态的应用继承与多态的应用单链表派生类（选读）单链表派生类（选读）结点组织，采用结点类加数据类结点组织，采用结点类加数据类数据类定义数据类定义: :本题要点：本题要点：采用虚函数实现多态性，达到通用的目的。采用虚函数实现多态性，达到通用的目的。堆内存的分配与释放，关键不是创建，而是释放！堆内存的分配与释放，关键不是创建，而是释放！整理课件说明：说明：数据抽象类

52、中含有三个纯虚函数：输出函数和两个比数据抽象类中含有三个纯虚函数：输出函数和两个比较函数。当抽象类在派生时重新定义三个纯虚函数，较函数。当抽象类在派生时重新定义三个纯虚函数，可以进行各种类型，包括类和结构对象的比较和输出可以进行各种类型，包括类和结构对象的比较和输出。本例介绍程序总体组成为主，链本例介绍程序总体组成为主，链表的操作由学生自己表的操作由学生自己仔细仔细阅读。阅读。8.6.3 8.6.3 继承与多态的应用继承与多态的应用单链表派生类（选读）单链表派生类（选读）抽象类中的抽象类中的析构函数也是虚函数，这一点非常重要。析构函数也是虚函数，这一点非常重要。当由结点类指向抽象基类的指针删除

53、释放动态分配当由结点类指向抽象基类的指针删除释放动态分配的由抽象类派生的数据类对象时，必须由数据类自的由抽象类派生的数据类对象时，必须由数据类自定义的虚析构函数来释放该类对象数据部分占用内定义的虚析构函数来释放该类对象数据部分占用内存。存。 整理课件Class Node Object* info; /数据域用指针指向数据类对象数据域用指针指向数据类对象 Node* link; /指针域指针域public: Node(); /生成头结点的构造函数生成头结点的构造函数 Node()； /析构函数析构函数 void InsertAfter(Node* P); /在当前结点后插入一个结点在当前结点后插

54、入一个结点 Node* RemoveAfter(); /删除当前结点的后继结点，返回该结点备用删除当前结点的后继结点，返回该结点备用 void Linkinfo(Object* obj); /把数据对象连接到结点把数据对象连接到结点 friend class List; /以以List为友元类，为友元类，List可直接访问可直接访问Node的私有函数，的私有函数，;8.6.3 8.6.3 继承与多态的应用继承与多态的应用单链表派生类（选读）单链表派生类（选读）结点类定义结点类定义: :整理课件class List Node *head,*tail; /链表头指针和尾指针链表头指针和尾指针pub

55、lic: List(); /构造函数，生成头结点构造函数，生成头结点(空链表空链表) List(); /析构函数析构函数 void MakeEmpty(); /清空链表，只余表头结点清空链表，只余表头结点 Node* Find(Object & obj); /搜索数据域与定值相同的结点，返回该结点的地址搜索数据域与定值相同的结点，返回该结点的地址 int Length(); /计算单链表长度计算单链表长度 void PrintList(); /打印链表的数据域打印链表的数据域 void InsertFront(Node* p); /可用来向前生成链表可用来向前生成链表 void Ins

56、ertRear(Node* p); /可用来向后生成链表可用来向后生成链表 void InsertOrder(Node* p); /按升序生成链表按升序生成链表 Node* CreatNode(); /创建一个结点创建一个结点(孤立结点孤立结点) Node* DeleteNode(Node* p); ; /删除指定结点删除指定结点8.6.3 8.6.3 继承与多态的应用继承与多态的应用单链表派生类（选读）单链表派生类（选读）链表类定义：链表类定义：整理课件第二步第二步，取代模板定义泛型类型为具体类型（包括类）的取代模板定义泛型类型为具体类型（包括类）的步骤是步骤是由抽象类派生数据类由抽象类派生

57、数据类。数据类的数据采用字符类串。数据类的数据采用字符类串string，动态分配和释放内存都在，动态分配和释放内存都在string类中完成。为了完类中完成。为了完成数据类的比较和输出，超载了比较运算符和输出函数成数据类的比较和输出，超载了比较运算符和输出函数（虚函数）。数据类的比较实际是字符串（虚函数）。数据类的比较实际是字符串string的比较。的比较。 8.6.3 8.6.3 继承与多态的应用继承与多态的应用单链表派生类（选读）单链表派生类（选读）class StringObject:public Object string sptr;public: StringObject() sptr

58、=; StringObject(string s)sptr=s; StringObject(); /析构函数析构函数 bool operator(Object &); /大于函数大于函数 bool operator!=(Object &); /不等于函数不等于函数 void Print(); /打印函数打印函数;验证主函数验证主函数运行结果运行结果整理课件分析与比较：分析与比较： 在该程序中，特别要仔细揣摩堆内存的分配与释放。删在该程序中，特别要仔细揣摩堆内存的分配与释放。删除一个结点时系统自动调用结点类析构函数释放结点占用的除一个结点时系统自动调用结点类析构函数释放结点占用的

59、动态内存，而结点类析构函数自动调用数据域类虚析构函数，动态内存，而结点类析构函数自动调用数据域类虚析构函数，数据域类析构函数自动调用数据域类析构函数自动调用string类的析构函数释放所占用类的析构函数释放所占用的动态内存。一环套一环，一步都不能错。这是使用动态内的动态内存。一环套一环，一步都不能错。这是使用动态内存分配的关键。即存分配的关键。即关键不是创建，而是释放关键不是创建，而是释放！ 运行时的多态性需要维护一个动态指针表才能正确指向运行时的多态性需要维护一个动态指针表才能正确指向各相关类中的同名虚函数。所以多态与模板比较，模板的效各相关类中的同名虚函数。所以多态与模板比较，模板的效率更

60、高，标准模板库中用容器来泛型化数据结构中的许多算率更高，标准模板库中用容器来泛型化数据结构中的许多算法。对数据结构的使用当然借助模板库。多态不适用于性能法。对数据结构的使用当然借助模板库。多态不适用于性能要求很高的实时应用程序，但继承与多态可用与其它更多方要求很高的实时应用程序，但继承与多态可用与其它更多方面，每一种技术都有可以充分发挥自己能力的地方。面，每一种技术都有可以充分发挥自己能力的地方。8.6.3 8.6.3 继承与多态的应用继承与多态的应用单链表派生类（选读）单链表派生类（选读）整理课件动态绑定（动态绑定（dynamic binding）亦称滞后绑定亦称滞后绑定（late binding），对应于），对应于静态绑定（