C++课件第十一章继承和派生类

C++课件第十一章继承和派生类掌握继承和派生类的基本概念和应用，对于理解和设计面向对象的程序设计有重要意义。类的层次结构C++类可以形成层次结构子类可以继承基类的数据成员和成员函数。类的继承关系就像家族关系基类是父亲，派生类是儿子。一个类可以有多个子类。建立类的层次结构有助于程序设计的模块化子类从基类继承了部分接口和实现。可以重用基类的代码，减少代码冗余。继承和派生类的区别继承子类是对基类的扩展，没有独立的意义。派生子类在基类的基础上，添加新的数据成员或成员函数，形成新的类。公有继承基类中的公有成员和保护成员都被子类继承，子类对象可以直接访问。私有继承基类中的公有成员和保护成员都被子类继承，但在子类中不能直接访问基类的成员。派生类的构造函数和析构函数1派生类的构造函数可以调用基类的构造函数，也可以不调用。如果不调用，编译器会自动生成一个无参构造函数。2派生类的析构函数会自动调用基类的析构函数。如果基类的析构函数是虚函数，就可以实现多态。3在构造函数和析构函数中，基类和派生类的对象的构造和析构顺序先构造基类对象，再构造派生类对象。析构的顺序与构造相反。虚函数和多态性虚函数在基类中定义一个虚函数，在派生类中重新定义这个函数。运行时多态性一个指向派生类对象的基类指针可以调用派生类的虚函数，实现多态。增强了代码的灵活性。静态多态性编译期间就决定了调用哪个函数。如函数重载等。抽象类和纯虚函数抽象类有虚函数的类，但是不能创建对象。类似于一个接口，定义了规范，由派生类实现。纯虚函数在基类中声明，但没有函数体。派生类必须要实现这个函数才能创建对象。抽象类和纯虚函数实现了多态性让编写的代码更灵活、可维护和可扩展。多重继承和菱形继承多重继承派生类同时继承多个基类的属性和方法，增强了代码的复用度。菱形继承多个派生类继承同一个类，在派生类中定义这个类的对象，容易产生冲突。解决办法是使用虚继承，让编译器保存一个共享基类的单一副本。继承的应用可以通过多重继承实现多种功能的组合。面向对象设计中的继承和派生类1类的设计要从整体上考虑，做到高内聚、低耦合。2继承和派生类是面向对象设计中最基本的概念，可以实现代码复用、可维护、扩展性和可重用的优点。3设计模式对于不同的设计场景，有不同的设计模式可以选择。继承和派生类的应用举例继承和派生类车可以继承自交通工具，汽车可以继承车，跑车可以继承汽车。每个派生类都添加了新的属性和方法。设计模式制作面包、蛋糕和饼干都是可以用继承的方式进行设计，采用抽象类+派生类，模板模式和工厂模式等设计模式。继承的应用之一：机器人设计可以从机械臂、电子、传感器等多个方面进行继承和复用，提高机器人的实用性和效率。继承和派生类的维护和扩展1维护和扩展的方法通过添加新的派生类和修改派生类来达到维护和扩展的目的。2代码的复用可以通过模板方法、组合模式、适配器模式、装饰器模式、代理模式等方式，进一步优化和提高代码的可维护