基类与派生类的交互机制

26/29基类与派生类的交互机制第一部分基类与派生类关系 2第二部分派生类继承基类属性 4第三部分派生类继承基类方法 6第四部分派生类重写基类方法 10第五部分派生类扩展基类功能 12第六部分派生类多态性 20第七部分派生类实例化 22第八部分派生类对象类型转换 26

第一部分基类与派生类关系关键词关键要点【基类和派生类之间的关系】：

1.继承关系：派生类继承了基类的属性和方法，并可以扩展或修改这些属性和方法。

2.多态性：基类和派生类之间具有多态性，这意味着可以通过基类引用来访问派生类对象。

3.代码重用：继承可以实现代码重用，基类中定义的属性和方法可以被派生类继承和使用，从而减少代码重复。

【派生类类型】：

#基类与派生类关系

基类与派生类之间的关系是面向对象程序设计中的一种重要关系，它允许派生类继承基类的属性和方法，并在此基础上进行扩展和修改。基类与派生类之间的关系可以分为两种：单继承和多继承。

1.单继承

单继承是指派生类只从一个基类继承属性和方法。在单继承中，派生类被称为子类，基类被称为父类。子类可以继承父类所有的非私有成员，包括数据成员和成员函数。子类也可以重写父类的方法，以实现不同的行为。

2.多继承

多继承是指派生类从多个基类继承属性和方法。在多继承中，派生类被称为子类，基类被称为父类。子类可以同时继承多个父类的属性和方法。多继承可以使子类具有更丰富的功能，但也会使代码更加复杂。

基类与派生类关系的特点

*继承性：派生类继承了基类的属性和方法。

*重写性：派生类可以重写基类的方法，以实现不同的行为。

*扩展性：派生类可以在基类的基础上进行扩展，以实现新的功能。

*多态性：派生类可以与基类一起使用，并且可以根据不同的情况表现出不同的行为。

基类与派生类关系的优点

*代码重用：基类与派生类关系可以实现代码重用，因为派生类可以继承基类的属性和方法，而不用重新编写。

*代码维护：基类与派生类关系可以облегчить维护代码，因为当基类发生变化时，派生类只需要修改继承自基类的成员即可。

*代码扩展：基类与派生类关系可以使代码更易于扩展，因为派生类可以在基类的基础上进行扩展，以实现新的功能。

基类与派生类关系的缺点

*代码复杂性：基类与派生类关系可能会使代码更加复杂，因为派生类需要继承基类的所有成员，包括私有成员。

*代码脆弱性：基类与派生类关系可能会使代码更加脆弱，因为当基类发生变化时，派生类可能會受到影響。

基类与派生类关系的应用

基类与派生类关系在面向对象程序设计中有着广泛的应用，例如：

*用户界面设计：基类可以定义一些常用的界面元素，例如按钮、文本框、复选框等，派生类可以继承这些元素并进行修改，以创建新的界面元素。

*数据结构设计：基类可以定义一些常用的数据结构，例如链表、树、哈希表等，派生类可以继承这些数据结构并进行修改，以创建新的数据结构。

*算法设计：基类可以定义一些常用的算法，例如排序算法、搜索算法、加密算法等，派生类可以继承这些算法并进行修改，以创建新的算法。第二部分派生类继承基类属性关键词关键要点【派生类继承基类属性——成员变量】：

1.派生类通过继承的方式，可以访问和使用基类的成员变量，而不用重新定义。

2.派生类对基类成员变量的访问权限取决于基类的访问权限和派生类的访问权限。

3.派生类可以重新定义基类的成员变量，这称为覆盖（override）。

【派生类继承基类属性——成员函数】：

派生类继承基类属性

派生类可以通过继承机制直接访问和使用基类中定义的属性，包括私有属性、受保护属性、公共属性和只读属性。派生类继承基类属性的方式主要有两种：

*公有继承：当派生类使用public关键字继承基类时，派生类将直接继承基类的所有公有属性和受保护属性，并可以像访问自己的属性一样访问这些属性。

*私有继承：当派生类使用private关键字继承基类时，派生类将只继承基类的私有属性和受保护属性，但不能直接访问这些属性。派生类只能通过调用基类的公有或受保护的方法来访问这些属性。

#访问基类属性的语法

派生类访问基类属性的语法与访问自己的属性相似，可以使用点运算符(.)来访问基类的公有属性和受保护属性，还可以使用箭头运算符(->)来访问基类的私有属性。

例如，如果派生类`Derived`继承了基类`Base`，那么派生类的对象`derivedObj`可以这样访问基类的属性：

*访问基类的公有属性：`derivedObj.publicAttribute`

*访问基类的受保护属性：`derivedOtectedAttribute`

*访问基类的私有属性：`derivedObj->privateAttribute`

#派生类修改基类属性

派生类可以修改从基类继承的属性，但需要注意以下几点：

*派生类不能修改基类的私有属性，只能通过调用基类的公有或受保护的方法来修改。

*派生类只能修改从基类继承的公有属性和受保护属性，不能修改基类的私有属性。

*如果派生类修改了从基类继承的属性，则派生类的对象将使用修改后的属性值，而基类的对象将继续使用原来的属性值。

#派生类使用基类属性

派生类可以使用从基类继承的属性来创建自己的属性和方法。例如，派生类可以将从基类继承的属性作为自己的属性，也可以将从基类继承的属性作为自己的方法的参数或返回值。

例如，如果派生类`Derived`继承了基类`Base`，并且基类`Base`有一个名为`name`的公有属性，那么派生类`Derived`可以这样使用这个属性：

```

public:

cout<<"Name:"<<name<<endl;

}

};

```

在上面的代码中，派生类`Derived`将基类`Base`的`name`属性作为自己的属性，并在`printName()`方法中使用了这个属性。

#总结

派生类继承基类属性是一种非常重要的特性，它允许派生类重用基类的属性和方法，从而提高代码的可重用性和维护性。派生类可以访问和修改从基类继承的属性，但需要注意不能修改基类的私有属性。派生类可以使用从基类继承的属性来创建自己的属性和方法，从而扩展基类的功能。第三部分派生类继承基类方法关键词关键要点派生类继承基类方法的实现方式

1.直接继承：派生类直接从基类继承方法，而无需任何修改。这是一种最简单、直接的继承方式，也是最常见的方式。

2.重写：派生类可以重写基类的方法，即使用不同的实现方式来实现基类的方法。这使得派生类可以根据自己的需要对基类的方法进行修改。

3.扩充：派生类可以扩充基类的方法，即在基类的方法中添加新的功能。这使得派生类可以拥有比基类更丰富的功能。

派生类继承基类方法的注意事项

1.访问权限：派生类只能访问基类中具有相应访问权限的方法。例如，如果基类中的某个方法是私有的，那么派生类就无法访问该方法。

2.参数和返回值：派生类重写基类的方法时，必须确保参数和返回值的类型与基类的方法一致。否则，派生类的方法将无法正常调用。

3.方法的覆盖：派生类重写基类的方法时，必须使用override关键字来覆盖基类的方法。否则，派生类的方法将不会覆盖基类的方法，而是作为派生类的新方法。

派生类继承基类方法的优点

1.代码重用：派生类可以继承基类的方法，从而避免重复编写代码。这使得代码更加简洁、易于维护。

2.扩展性：派生类可以扩展基类的方法，从而实现新的功能。这使得代码更加灵活，易于扩展。

3.可维护性：派生类继承了基类的方法，因此基类的方法的任何修改都会自动反映到派生类中。这使得代码更加易于维护。一、派生类继承基类方法概述

派生类继承基类方法是面向对象编程中的一种重要特性，它允许派生类直接使用基类已经定义的方法，而无需重新定义。这可以使代码更加简洁、易读和可维护。

二、派生类继承基类方法的实现机制

派生类继承基类方法的实现机制是通过继承表来实现的。继承表是一张存储了类及其基类的方法信息的表格。当一个派生类继承一个基类时，编译器会将基类的方法信息复制到派生类的继承表中。这意味着派生类可以像使用自己的方法一样使用基类的方法。

三、派生类继承基类方法的分类

派生类继承基类方法可以分为两类：

*公共方法：公共方法是基类中对所有派生类都可见的方法。派生类可以使用公共方法而无需任何特殊声明。

*受保护方法：受保护方法是基类中仅对派生类可见的方法。派生类可以使用受保护方法而无需任何特殊声明。

四、派生类继承基类方法的注意事项

在派生类中使用基类方法时，需要注意以下几点：

*派生类只能使用基类中对它可见的方法。

*派生类不能修改基类方法的实现。

*派生类可以重写基类方法。

*派生类可以调用基类方法。

五、派生类继承基类方法的示例

```python

classAnimal:

defeat(self):

print("Animaliseating.")

classDog(Animal):

defbark(self):

print("Dogisbarking.")

classCat(Animal):

defmeow(self):

print("Catismeowing.")

#创建一个Animal对象

animal=Animal()

#调用Animal对象的方法

animal.eat()

#创建一个Dog对象

dog=Dog()

#调用Dog对象的方法

dog.eat()

dog.bark()

#创建一个Cat对象

cat=Cat()

#调用Cat对象的方法

cat.eat()

cat.meow()

```

在这个示例中，`Dog`类和`Cat`类都继承了`Animal`类的`eat()`方法。`Dog`类还定义了一个新的方法`bark()`，而`Cat`类定义了一个新的方法`meow()`。`Dog`对象和`Cat`对象都可以使用`eat()`方法，但只有`Dog`对象可以使用`bark()`方法，而只有`Cat`对象可以使用`meow()`方法。第四部分派生类重写基类方法关键词关键要点【派生类重写基类方法】：

1.派生类可以重写基类的方法，即在派生类中定义与基类同名的方法，并赋予其不同的实现。

2.派生类重写基类方法时，必须使用与基类方法相同的名称、参数列表和返回类型。

3.派生类重写基类方法后，派生类对象调用该方法时，将执行派生类中的方法实现，而不是基类中的方法实现。

【派生类访问基类方法】：

派生类重写基类方法

派生类可以重写基类中的方法，这使得派生类可以继承基类的方法并对其进行修改。派生类重写基类方法的过程称为方法重写（methodoverriding）。

#方法重写的语法

在派生类中重写基类方法的语法如下：

```

//方法体

}

```

其中，`return-type`是方法的返回值类型，`class-name`是派生类的名称，`method-name`是要重写的方法的名称，`parameter-list`是方法的参数列表，`//方法体`是方法的具体实现。

#方法重写的规则

方法重写必须遵循以下规则：

-派生类中重写的方法必须与基类中的方法具有相同的方法名和相同的方法签名。

-派生类中重写的方法的返回值类型必须与基类中方法的返回值类型相同或为其派生类型。

-派生类中重写的方法的访问权限必须大于或等于基类中方法的访问权限。

#方法重写的优点

方法重写具有以下优点：

-提高代码的可读性和可维护性。通过将公共的方法提取到基类中，而将特定于派生类的代码保留在派生类中，可以提高代码的可读性和可维护性。

-促进代码的重用。基类中的方法可以被派生类重用，从而减少了代码的重复并提高了代码的可重用性。

-提高代码的可扩展性。通过在派生类中重写基类的方法，可以很容易地扩展基类中的功能。

#方法重写的示例

下面是一个方法重写的示例：

```

public:

cout<<"Animalspeaks."<<endl;

}

};

public:

cout<<"Dogbarks."<<endl;

}

};

Animal*animal=newAnimal();

animal->speak();//输出：Animalspeaks.

Dog*dog=newDog();

dog->speak();//输出：Dogbarks.

return0;

}

```

在这个示例中，`Animal`类是一个基类，`Dog`类是派生类。`Animal`类中定义了一个名为`speak()`的虚方法，`Dog`类中重写了这个方法。在`main()`函数中，首先创建一个`Animal`对象，然后调用它的`speak()`方法，输出结果为：“Animalspeaks.”。接下来，创建一个`Dog`对象，然后调用它的`speak()`方法，输出结果为：“Dogbarks.”。第五部分派生类扩展基类功能关键词关键要点【扩展字段及方法】：

1.派生类可以扩展基类的字段，以便为新的数据类型提供空间。通过为派生类声明新字段，可以添加新的数据成员来补充基类的数据成员。此外，派生类还可以覆盖基类的字段，以便为该字段提供不同的值。

2.派生类可以扩展基类的方法，以便为新的操作提供支持。通过为派生类声明新方法，可以添加新的成员函数来补充基类的成员函数。此外，派生类还可以覆盖基类的方法，以便为该方法提供不同的实现。

【访问控制】：

派生类扩展基类功能

派生类扩展基类功能是指派生类可以继承基类的所有属性和方法，并可以在此基础上添加新的属性和方法，从而实现功能的扩展和增强。派生类扩展基类功能的常见方式有以下几种：

#1.增加新的属性

派生类可以继承基类的所有属性，但也可以增加新的属性。这些新的属性只属于派生类，基类和派生类都可以访问和使用这些属性。

```

public:

intx;

};

public:

inty;

};

DerivedClassobj;

obj.x=10;

obj.y=20;

cout<<"x="<<obj.x<<endl;

cout<<"y="<<obj.y<<endl;

return0;

}

```

输出结果：

```

x=10

y=20

```

#2.增加新的方法

派生类可以继承基类的所有方法，但也可以增加新的方法。这些新的方法只属于派生类，基类和派生类都可以访问和使用这些方法。

```

public:

cout<<"BaseClass::print()"<<endl;

}

};

public:

cout<<"DerivedClass::print()"<<endl;

}

};

DerivedClassobj;

obj.print();

return0;

}

```

输出结果：

```

DerivedClass::print()

```

#3.重写基类的方法

派生类可以重写基类的方法，即派生类可以提供自己的方法实现来覆盖基类的方法实现。当派生类对象调用该方法时，将调用派生类自己的方法实现，而不是基类的方法实现。

```

public:

cout<<"BaseClass::print()"<<endl;

}

};

public:

cout<<"DerivedClass::print()"<<endl;

}

};

BaseClass*ptr=newDerivedClass();

ptr->print();

return0;

}

```

输出结果：

```

DerivedClass::print()

```

#4.使用基类作为成员变量

派生类可以使用基类作为自己的成员变量，从而可以访问和使用基类的数据和方法。

```

public:

intx;

};

public:

BaseClassobj;

};

DerivedClassobj;

obj.obj.x=10;

cout<<"x="<<obj.obj.x<<endl;

return0;

}

```

输出结果：

```

x=10

```

#5.使用基类作为参数

派生类可以使用基类作为自己的参数，从而可以将基类对象传递给派生类的构造函数或方法。

```

public:

intx;

};

public:

x=obj.x;

}

};

BaseClassobj1;

obj1.x=10;

DerivedClassobj2(obj1);

cout<<"x="<<obj2.x<<endl;

return0;

}

```

输出结果：

```

x=10

```

#6.使用基类作为返回值

派生类可以使用基类作为自己的返回值，从而可以将派生类对象返回给基类的构造函数或方法。

```

public:

intx;

};

public:

x=0;

}

};

DerivedClassobj;

BaseClass*ptr=&obj;

cout<<"x="<<ptr->x<<endl;

return0;

}

```

输出结果：

```

x=0

```

#7.使用基类作为模板参数

派生类可以使用基类作为自己的模板参数，从而可以将基类对象作为模板实参传递给派生类的模板函数或模板类。

```

template<classT>

public:

Tx;

};

DerivedClass<BaseClass>obj;

obj.x.x=10;

cout<<"x="<<obj.x.x<<endl;

return0;

}

```

输出结果：

```

x=10

```

以上是派生类扩展基类功能的常见方式，派生类可以根据自己的需要选择合适的方式来扩展基类功能，从而实现功能的增强和扩展。第六部分派生类多态性关键词关键要点【继承与多态性】：

1.继承是面向对象编程中允许一个子类从父类继承方法和属性的机制，这使得子类能够重用父类的代码并扩展其功能。

2.多态性允许一个子类对象能够以与父类对象相同的方式被使用，这使得代码更加简洁和可重用。

3.多态性背后的原理是子类对象可以覆盖父类的方法，这意味着子类对象可以提供自己的实现来替换父类的方法。

【动态绑定】：

派生类多态性

派生类多态性，也称为子类多态性，是指派生类对象可以替代其基类对象，并且在基类定义的成员函数中表现出不同的行为。这是面向对象编程的一个重要特性，它允许程序员编写可以处理不同类型对象的通用代码。

派生类多态性的实现依赖于虚函数和虚表。虚函数是基类中声明的成员函数，而虚表则是存储在每个派生类对象中的一个数据结构，其中包含了指向虚函数的指针。当程序调用一个虚函数时，编译器会根据调用该函数的对象的实际类型来查找对应的虚表项，然后调用该项中存储的函数指针。

派生类多态性有以下几个主要优点：

*代码重用：派生类多态性允许程序员编写可以处理不同类型对象的通用代码。这可以减少代码的重复，并使代码更容易维护。

*可扩展性：派生类多态性允许程序员在不修改现有代码的情况下添加新的派生类。这使得程序更容易扩展。

*灵活性和灵活性：派生类多态性允许程序员在运行时选择要使用的具体类型。这使得程序更加灵活和灵活。

*抽象：派生类多态性允许程序员使用抽象类和接口来定义通用接口，而无需指定具体的实现。这可以提高代码的可读性、可维护性和可重用性。

派生类多态性是一个非常强大的特性，它可以帮助程序员编写出更灵活、更可扩展、更易维护和更可重用的代码。

派生类多态性的实现

派生类多态性的实现依赖于虚函数和虚表。虚函数是基类中声明的成员函数，而虚表则是存储在每个派生类对象中的一个数据结构，其中包含了指向虚函数的指针。当程序调用一个虚函数时，编译器会根据调用该函数的对象的实际类型来查找对应的虚表项，然后调用该项中存储的函数指针。

虚函数和虚表的实现方式因编译器不同而不同。在C++中，虚函数和虚表是通过虚指针来实现的。虚指针是存储在每个派生类对象中的一个指针，它指向该对象的虚表。当程序调用一个虚函数时，编译器会根据调用该函数的对象的虚指针来查找对应的虚表项，然后调用该项中存储的函数指针。

派生类多态性的应用

派生类多态性在软件开发中有着广泛的应用，其中一些常见的应用包括：

*图形用户界面（GUI）编程：在GUI编程中，派生类多态性可用于处理不同类型的控件，如按钮、文本框、下拉列表等。这可以减少代码的重复，并使代码更容易维护。

*数据库编程：在数据库编程中，派生类多态性可用于处理不同类型的数据库对象，如表、视图、存储过程等。这可以减少代码的重复，并使代码更容易维护。

*网络编程：在网络编程中，派生类多态性可用于处理不同类型的网络协议，如TCP/IP、UDP等。这可以减少代码的重复，并使代码更容易维护。

总之，派生类多态性是一个非常强大的特性，它可以帮助程序员编写出更灵活、更可扩展、更易维护和更可重用的代码。第七部分派生类实例化关键词关键要点派生类对象初始化

1.构造函数的执行顺序：派生类构造函数执行之前，首先执行其直接基类的构造函数，以此类推，直到到达最顶层的基类构造函数。

2.构造函数的访问权限：派生类构造函数的访问权限不能比基类构造函数的访问权限更严格。

3.成员变量的初始化顺序：派生类成员变量的初始化顺序，与成员变量在类中的声明顺序相同。

派生类成员函数的访问与继承

1.访问控制：派生类可以访问其直接基类的公有成员和受保护成员，但不能访问其私有成员。

2.函数重写：派生类可以重写基类中的虚函数，但不能重写基类中的非虚函数。

3.函数隐藏：派生类中定义与基类中同名的方法，则派生类中的方法会隐藏基类中的方法。派生类实例化

#概述

派生类实例化是指创建派生类对象的过程。派生类对象继承了基类的数据成员和成员函数，并且拥有自己特有的数据成员和成员函数。派生类实例化时，基类构造函数首先被调用，然后调用派生类构造函数。

#实例化过程

派生类实例化的过程如下：

1.分配内存空间：为派生类对象分配内存空间，空间大小为基类和派生类数据成员的大小之和。

2.调用基类构造函数：调用基类构造函数，对派生类对象继承的基类数据成员进行初始化。

3.调用派生类构造函数：调用派生类构造函数，对派生类特有的数据成员进行初始化。

#实例化方式

派生类实例化的方式与基类相同，可以使用以下方式实例化派生类：

*使用new运算符：使用new运算符实例化派生类，如下所示：

```

派生类对象*对象名=new派生类名(参数表);

```

*使用工厂方法：使用工厂方法实例化派生类，工厂方法是基类或派生类中定义的一个静态方法，用于创建派生类对象，如下所示：

```

派生类对象*对象名=派生类名::创建对象(参数表);

```

#实例化的注意事项

派生类实例化时需要注意以下几点：

*派生类对象必须通过派生类指针或引用访问，不能通过基类指针或引用访问。

*派生类对象可以调用基类和派生类的成员函数，但不能调用基类和派生类的构造函数和析构函数。

*派生类对象可以访问基类和派生类的公有和保护的数据成员，但不能访问基类和派生类的私有数据成员。

#实例化的示例

以下是一个派生类实例化的示例：

```

//定义基类

public:

inta;

std::cout<<"基类成员变量a："<<a<<std::endl;

}

};

//定义派生类

public:

intb;

std::cout<<"派生类成员变量b："<<b<<std::endl;

}

};

//主函数

//创建派生类对象

派生类对象*对象名=new派生类;

//访问派生类成员变量

对象名->a=10;

对象名->b=20;

//调用派生类成员函数

对象名->print_a();

对象名->print_b();

//释放派生类对象占用的内存空间

delete对象名;

return0;

}

```

输出结果为：

```

基类成员变量a：10

派生类成员变量b：20

```第八部分派生类对象类型转换关键词关键要点【派生类对象类型转换】

1.指的是将派生类对象转换成基类对象或其他派生类对象的过程。

2.可以使用显式转换和隐式转换两种方式。

3.显式转换使用类型转换运算符（），将派生类对象强制转换为基类或其他派生类对象。

【派生类对象类型转换的类型】

#派生类对象类型转换

派生类对象类型转换是指将派生类对象转换为基类对象或其他派生类对象的过程。它允许我们在程序中以不同的方式使用派生类对象。派生类对象类型转换有两种主要形式：向上转换和向下转换。

向上转换（也称为基类转换）

向上转换是指将派生类对象转换为基类对象的过程。这允许我们以基类对象的方式访问派生