第七章继承与派生

1、第七章：继承与派生第七章：继承与派生类的继承与派生类的继承与派生 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为继承继承。 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生新类的过程称为派生派生。 被继承的已有类称为被继承的已有类称为基类基类（或父类）。（或父类）。 派生出的新类称为派生出的新类称为派生类派生类。第七章：继承与派生第七章：继承与派生 类的继承与派生类的继承与派生 类成员的访问控制类成员的访问控制 类型兼容规则类型兼容规则 派生类的构造函数、析构函数派生类的构造函数、析构函数 派生类成员的标识与访问派生类成员的标识与

2、访问第一节：类的继承与派生第一节：类的继承与派生工具车轿车面包车小汽车卡车旅行车汽车汽车交通工具交通工具单继承单继承多重派生多重派生多层派生多层派生第一节：类的继承与派生第一节：类的继承与派生兼职技术人员销售经理管理人员销售人员雇员多继承多继承多重派生多重派生多层派生多层派生继承与派生的目的继承与派生的目的 继承的目的：实现代码重用。继承的目的：实现代码重用。 派生的目的：当新的问题出现，原有程派生的目的：当新的问题出现，原有程序无法解决（或不能完全解决）时，需序无法解决（或不能完全解决）时，需要对原有程序进行改造。要对原有程序进行改造。二、派生类的定义二、派生类的定义class 派生类名：派

3、生类名：继承方式继承方式 基类名基类名 成员声明；成员声明；class 派生类名：派生类名：继承方式继承方式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”，只用于限制对紧随其后之，只用于限制对紧随其后之基类的继承。基类的继承。继承方式继承方式 三种继承方式三种继承方式 公有继承（公有继承（public） 私有继承（私有继承（private） 保护继承（保护继承（protected） 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： 派生类派生类成员对基类成员的访问权限对基类成员的访问权限 通过派生类通过派

4、生类对象对基类成员的访问权限对基类成员的访问权限三、派生类生成过程三、派生类生成过程 派生类的生成过程包括派生类的生成过程包括三三个步骤：个步骤： 吸收基类成员：派生类吸收基类中吸收基类成员：派生类吸收基类中除构造函除构造函数和析构函数数和析构函数之外的所有成员。之外的所有成员。 改造基类成员改造基类成员 基类成员的访问控制问题基类成员的访问控制问题 基类数据或函数成员的覆盖基类数据或函数成员的覆盖（同名覆盖同名覆盖：派生类中有一个与基类中相同名称：派生类中有一个与基类中相同名称的函数。）的函数。） 添加新的成员添加新的成员class employeeprotected:char name20

5、;/姓名int individualEmpNo;/个人编号int grade;/级别float accumPay;/月薪总额static int employeeNo;/本公司职员编号目前最大值public:employee();/构造函数employee();/析构函数void pay();/计算月薪函数void promote(int); /升级函数void SetName(char *); /设置姓名函数char * GetName(); /提取姓名函数int GetindividualEmpNo(); /提取编号函数int Getgrade(); /提取级别函数float Getacc

6、umPay(); /提取月薪函数;class technician:public employee/兼职技术人员类private:float hourlyRate;/每小时酬金int workHours;/当月工作时数public:technician();/构造函数void SetworkHours(int wh); /设置工作时数void pay();/计算月薪函数;第二节：访问控制第二节：访问控制 访问控制主要关注两个问题：访问控制主要关注两个问题： 派生类中的派生类中的新增成员新增成员访问从基类继承的成员。访问从基类继承的成员。 派生类的派生类的对象对象访问从基类继承的成员。访问从基类

7、继承的成员。公有继承公有继承 基类的基类的public和和protected成员的访问属成员的访问属性在派生类中性在派生类中保持不变保持不变，但，但基类的基类的private成员成员不可不可直接直接访问访问。 派生类中的成员函数可以直接访问基类中的派生类中的成员函数可以直接访问基类中的public和和protected成员，但不能直接访问成员，但不能直接访问基类的基类的private成员。成员。 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成成员。员。class Point/基类Point类的声明public:/公有函数成员void InitP(float xx=0

8、, 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:/私有数据成员float X,Y;class Rectangle: public Point /派生类声明部分public:/新增公有函数成员void InitR(float x, float y, float w, float h)InitP(x,y);W=w;H=h;/调用基类公有成员函数float GetH() return H;float

9、 GetW() return W;private:/新增私有数据成员float W,H;#include#include#include rectangle.husing namespace std;void main()Rectangle rect;/声明Rectangle类的对象rect.InitR(2,3,20,10);/设置矩形的数据rect.Move(3,2);/移动矩形位置coutThe data of rect(X,Y,W,H):endl;coutrect.GetX(),/输出矩形的特征参数 rect.GetY(), rect.GetW(), rect.GetH()endl;私有

10、继承私有继承 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，但基类的身份出现在派生类中，但基类的private成员成员不可直接访问不可直接访问。 派生类中的成员函数可以直接访问基类中的派生类中的成员函数可以直接访问基类中的public和和protected成员，但不能直接访问成员，但不能直接访问基类的基类的private成员。成员。 通过派生类的对象不能直接访问基类中的任通过派生类的对象不能直接访问基类中的任何成员。何成员。class Point/基类Point类的声明public:/公有函数成员void InitP(float xx=0, f

11、loat 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;class Rectangle: private Point/派生类声明派生类声明public: /新增外部接口新增外部接口void InitR(float x, float y, float w, float h)InitP(x,y);W=w;H=h;/访问基类公访问基类公有成员有成员void Move(float xOff, f

12、loat yOff) Point:Move(xOff,yOff);float GetX() return Point:GetX();float GetY() return Point:GetY();float GetH() return H;float GetW() return W;private: /新增私有数据新增私有数据float W,H;int main() /通过派生类对象只能访通过派生类对象只能访问本类成员问本类成员 Rectangle rect;rect.InitR(2,3,20,10);rect.Move(3,2);coutrect.GetX(), rect.GetY(),r

13、ect.GetH(),rect.GetW()endl;return 0;保护继承保护继承 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，但基类在派生类中，但基类的的private成员成员不可直接访问不可直接访问。 派生类中的成员函数可以直接访问基类中的派生类中的成员函数可以直接访问基类中的public和和protected成员，但不能直接访问成员，但不能直接访问基类的基类的private成员。成员。 通过派生类的对象不能直接访问基类中的任通过派生类的对象不能直接访问基类中的任何成员何成员。保护继承的特点和作用保护继承的特点和作用 对

14、对派生类对象派生类对象来说，它与来说，它与 private 成员成员的性质相同。的性质相同。 对对派生类派生类来说，它与来说，它与 public 成员的性质成员的性质相同。相同。 既实现了数据隐藏，又方便继承，实现既实现了数据隐藏，又方便继承，实现代码重用。代码重用。protected 成员举例成员举例class A protected: int x;int main() A a; a.x=5; /错误错误class A protected: int x;class B: public A public: void Function();void B:Function() x=5; /正确正确

15、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;void A:setA(int x) a=x; void B:setB(int x) b=x; void C:setC(int x, int y, int z) /派生类成

16、员直接访问基类的 /公有成员 setA(x); setB(y); c=z;int main() C obj; obj.setA(5); obj.showA(); obj.setC(6,7,9); obj.showC();/ obj.setB(6); 错误/ obj.showB(); 错误 return 0;三、类型兼容规则三、类型兼容规则 一个一个公有派生类的对象公有派生类的对象在使用上可以被当作在使用上可以被当作基类基类的对象的对象，反之则禁止。具体表现在：，反之则禁止。具体表现在：Class BClass D：public B/D为为B的公有派生类的公有派生类B b1,*pb1;D d1;

17、 派生类的对象可以被赋值给基类对象。派生类的对象可以被赋值给基类对象。b1=d1 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。B &bb=d1 指向基类的指针也可以指向派生类。指向基类的指针也可以指向派生类。 pb1=&d1 替代之后，派生类对象可以作为基类的对象使用，替代之后，派生类对象可以作为基类的对象使用，但但只能使用从基类继承的成员只能使用从基类继承的成员。#include using namespace std;class B0 /基类B0声明public:void display()coutB0:display()endl;/公有成员函数;c

18、lass B1: public B0/公有派生类B1声明public:void display()coutB1:display()endl;/公有成员函数;class D1: public B1/公有派生类D1声明public:void display()coutD1:display()display();/对象指针-成员名void main()/主函数B0 b0;/声明B0类对象B1 b1;/声明B1类对象D1 d1;/声明D1类对象B0 *p;/声明B0类指针p=&b0;/B0类指针指向B0类对象fun(p);p=&b1;/B0类指针指向B1类对象fun(p);p=&

19、;d1;/B0类指针指向D1类对象fun(p); b1.display(); d1.display();四、派生类的构造和析构函数四、派生类的构造和析构函数 基类的构造函数不被继承，派生类中需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。要声明自己的构造函数。 构造派生类的对象时，需对构造派生类的对象时，需对基类数据成基类数据成员员、新增数据成员新增数据成员和和内嵌成员对象的数内嵌成员对象的数据成员据成员进行初始化。进行初始化。派生类构造函数派生类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(参数表参数表1)，基类名基类名n（参数表（参数表n），），

20、内嵌对象名内嵌对象名1（内嵌对象参数（内嵌对象参数表表1），），内嵌对象名，内嵌对象名m（内嵌对象参数表（内嵌对象参数表m）派生类新增成员的初始化语句；派生类新增成员的初始化语句； 声明构造函数时，只需要对本类中新增成员进行初始声明构造函数时，只需要对本类中新增成员进行初始化。对继承来的化。对继承来的基类数据成员的初始化基类数据成员的初始化，自动调用基，自动调用基类构造函数完成。对类构造函数完成。对成员对象数据成员的初始化成员对象数据成员的初始化，由，由内嵌对象的构造函数完成。内嵌对象的构造函数完成。派生类构造函数派生类构造函数 派生类的构造函数需要给基类的构造函数和内派生类的构造函数需要给基

21、类的构造函数和内嵌对象的构造函数传递参数。嵌对象的构造函数传递参数。 当基类中当基类中声明有默认形式的构造函数或未声明构造声明有默认形式的构造函数或未声明构造函数时函数时，派生类构造函数可以不向基类构造函数传，派生类构造函数可以不向基类构造函数传递参数。递参数。 若基类中未声明构造函数，派生类中也可以不声明，若基类中未声明构造函数，派生类中也可以不声明，全采用缺省形式构造函数全采用缺省形式构造函数。 当基类声明有带形参的构造函数时，派生类也应声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，并将参数传递给基类构造函明带形参的构造函数，并将参数传递给基类构造函数。数。派生类构造函

22、数的执行顺序派生类构造函数的执行顺序1 调用基类构造函数，调用顺序按照它调用基类构造函数，调用顺序按照它们们被继承时声明的顺序被继承时声明的顺序（从左向右）。（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。构造函数的执行顺序和派生类构造函数中构造函数的执行顺序和派生类构造函数中列出的名称顺序无关。列出的名称顺序无关。/7_5.cpp#include using namespace std;class B1 /基类B1，构造函数有参数public:B1(

23、int i) coutconstructing B1 iendl;class B2 /基类B2，构造函数有参数public:B2(int j) coutconstructing B2 jendl;class B3 /基类B3，构造函数无参数public:B3()coutconstructing B3 *endl;class C: public B2, public B1, public B3/派生新类C/注意基类名的顺序public:/派生类的公有成员C(int a, int b, int c, int d):B1(a),memberB2(d),memberB1(c),B2(b)/注意基类名的

24、个数与顺序/注意成员对象名的个数与顺序private:/派生类的私有对象成员B1 memberB1;B2 memberB2;B3 memberB3;void main()C obj(1,2,3,4);Constructing B2 2Constructing B1 1Constructing B3 *Constructing B1 3Constructing B2 4Constructing B3 *拷贝构造函数拷贝构造函数 若建立派生类对象时调用若建立派生类对象时调用缺省拷贝构造缺省拷贝构造函数函数，则编译器将自动调用基类的缺省，则编译器将自动调用基类的缺省拷贝构造函数。拷贝构造函数。 若编

25、写派生类的若编写派生类的拷贝构造函数拷贝构造函数，则需要，则需要为基类相应的拷贝构造函数传递参数。为基类相应的拷贝构造函数传递参数。例如例如:C:C(C &c1):B(c1)用派生类的引用去初始化基类的引用用派生类的引用去初始化基类的引用析构函数析构函数 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 声明方法与一般（无继承关系时）类的析构函声明方法与一般（无继承关系时）类的析构函数相同。数相同。 不需要显式地调用基类的析构函数，系统会自不需要显式地调用基类的析构函数，系统会自动隐式调用。动隐式调用。 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

26、相反。 首先对派生类的新增普通成员进行清理。首先对派生类的新增普通成员进行清理。 然后对派生类新增的对象成员进行清理。然后对派生类新增的对象成员进行清理。 最后对所有从基类继承类的成员进行清理。最后对所有从基类继承类的成员进行清理。#include using namecpace std;class B1 /基类基类B1声明声明 public:B1(int i) coutconstructing B1 iendl;B1() coutdestructing B1 endl;class B2 /基类基类B2声明声明public:B2(int j) coutconstructing B2 jendl

27、;B2() coutdestructing B2 endl;class B3 /基类基类B3声明声明public:B3()coutconstructing B3 *endl;B3() coutdestructing B3 endl;class C: public B2, public B1, public B3public:C(int a, int b, int c, int d): B1(a),memberB2(d),memberB1(c),B2(b)private:B1 memberB1;B2 memberB2;B3 memberB3;void main()C obj(1,2,3,4);

28、Constructing B2 2Constructing B1 1Constructing B3 *Constructing B1 3Constructing B2 4Constructing B3 *Destructing B3Destructing B2Destructing B1Destructing B3Destructing B1Destructing B2二义性问题二义性问题class A public: void f();class B public: void f(); void g();class C: public A, piblic B public: void g()

29、; 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在多继承时，基类与派生类之间，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，将或基类之间出现同名成员时，将出现访问时的二义性出现访问时的二义性二义性问题二义性问题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;bb1bb2dB类成员

30、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当派生类从多个基类派生，而这些基类又从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，则在访问此共同基类中的同一个基类派生，则在访问此共同基类中的成员时，将产生二义性成员时，将产生二义性五、派生类成员的标识与访问五、派生类成员的标识与访问 二义性问题二义性问题 在多继承时，基类与派生类之间，或基类之在多继承时，基类与派生类之间，或基类之间出现同名成员时，将出现访问时的二义性间出现同名成员时，将出现访问时的二义性（不确定性）（不确定性） 采用采用虚函数虚函数（第（第8

31、章）或章）或同名隐藏规则同名隐藏规则来解决。来解决。 当派生类从多个基类派生，而这些基类又从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，则在访问此共同基类中的同一个基类派生，则在访问此共同基类中的成员时，将产生二义性成员时，将产生二义性采用采用虚基类虚基类来解来解决。决。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： 派生类的成员将基类的同名成员隐藏，派生类的成员将基类的同名成员隐藏，派生类对象使用的是派生类中的同名成派生类对象使用的是派生类中的同名成员。员。 如要通过派生类对象访问基类中被覆盖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

32、基类名限定。的同名成员，应使用基类名限定。二义性问题二义性问题class A public: void f();class B public: void f(); void g();class C: public A, piblic 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解决方法一：用类名和作用域分辨符来限定解决方法一：用类名和作用域分辨符来限定c1.A:f() 或或 c1.B:f()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()再根据再根据需

33、要调用需要调用 A:f() 或或 B:f()#include using namecpace std;class B1 /声明基类声明基类B1 public: /外部接口外部接口int nV;void fun() coutMember of B1endl;class B2 /声明基类声明基类B2 public: /外部接口外部接口int nV;void fun()coutMember of B2endl;class D1: public B1, public B2 public:int nV;/同名数据成员同名数据成员void fun()coutMember of D1endl;/同名函数成员

34、同名函数成员; 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();虚基类虚基类 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 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 B 作用作用 主要用来解决多继承时

35、可能发生的对同一基类继承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多次而产生的二义性问题. 为最远的派生类提供唯一的基类成员，而不重复产为最远的派生类提供唯一的基类成员，而不重复产生多次拷贝生多次拷贝 注意：注意： 在在第一级继承时第一级继承时就要将共同基类设计为虚基类就要将共同基类设计为虚基类虚基类虚基类class B private: int b;class B1 : virtual public B private: int b1;class B2 : virtual public B private: int b2;class C : public B1, pu

36、blic 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类成员虚基类举例虚基类举例D1nV :int nVd:intB1:nV1:intB2:nV2:intfund():voidfun():voidB1nV1 :intB2nV2 :intD1nVd :intfund():void B0nV :intfun()B0B1新增成员B0B2新增成员D1新增成员B0B0B1B2D1nV,fun()#include using namecpace std;class