《继承与派生类》课件

继承与派生类面向对象编程(OOP)中的重要概念之一。继承允许新类从现有类中继承属性和方法，而派生类则是在现有类（基类）的基础上创建的新类。什么是类继承创建新类利用已有类的特性，创建新类。代码复用减少重复代码，提高代码效率。构建复杂系统将复杂系统分解为多个层次，易于维护和扩展。继承的作用代码重用继承允许开发者重用现有代码，减少重复编写，提高效率。可维护性继承简化代码结构，方便修改和扩展，降低维护成本。代码组织继承提供了一种组织代码的方式，通过层次结构展现代码的逻辑关系。面向对象编程继承是面向对象编程的核心概念之一，支持代码复用、多态等特性。继承的优势代码复用继承能够重复使用现有代码，减少代码冗余，提高开发效率。代码维护当需要修改类时，只需要修改基类，派生类会自动继承修改后的代码，简化了代码维护工作。继承的基本语法定义派生类使用关键字class来定义派生类，并使用冒号(:)后面紧跟基类名称。访问基类成员在派生类中使用基类成员，可以像访问自身成员一样直接使用。构造函数派生类构造函数需要调用基类构造函数初始化基类部分。成员访问控制使用访问修饰符（public、protected、private）控制派生类对基类成员的访问权限。继承的类型1单一继承一个子类只从一个父类继承。2多层继承多个类形成一个继承链。3多重继承一个子类可以从多个父类继承。单一继承基本概念单一继承是面向对象编程的一种基本概念，允许一个类继承另一个类的属性和方法。语法示例通过使用`class子类名:父类名`语法，子类可以继承父类的所有成员，并拥有自己的独特属性和方法。示例场景例如，您可以创建一个名为`Dog`的子类，继承自`Animal`父类，并添加特定于狗的属性和方法，例如品种、吠叫等。多层继承概念多层继承是指从一个基类派生出一个派生类，再从这个派生类派生出另一个派生类，以此类推。多个类之间形成一个继承链，每个类都继承了它父类的属性和方法。特点多层继承可以实现更复杂的类层次结构，通过层层继承，可以让类之间共享更多代码和功能。多重继承11.继承多个基类一个派生类可以同时继承自多个基类，获得多个基类的属性和方法。22.钻石问题多重继承可能导致钻石问题，即一个类同时继承自多个基类，而这些基类又继承自同一个祖先类。33.语言支持并非所有编程语言都支持多重继承，例如Java和C#不支持多重继承，而C++支持多重继承。44.谨慎使用由于多重继承的复杂性，建议谨慎使用，避免代码的混乱和难以维护。派生类与基类派生类派生类继承了基类的属性和方法，可以添加新特性。基类基类是提供属性和方法的类，可以被派生类继承。继承关系派生类与基类形成“is-a”关系，例如“猫是动物”。代码示例使用关键字“extends”表示继承关系，例如“classCatextendsAnimal”。父类与子类继承关系子类继承父类的属性和方法。类间关系子类是父类的特例，父类是子类的泛化。代码复用子类可以使用父类的代码，减少重复代码。实际例子汽车是交通工具的特例，交通工具是汽车的泛化。基类的访问权限Public所有类都可以访问基类中的公共成员。Private仅基类本身可以访问其私有成员。Protected基类和派生类可以访问受保护成员，其他类无法访问。Public、Private和ProtectedPublic公共访问权限，所有类都可以访问。Private私有访问权限，只有该类本身可以访问。Protected保护访问权限，只有该类本身和其子类可以访问。构造函数与继承1初始化创建对象时自动调用2基类首先执行基类构造函数3派生类然后执行派生类构造函数在继承关系中，构造函数负责初始化对象。派生类对象创建时，首先会调用基类构造函数进行初始化，然后才会调用派生类构造函数。构造函数执行顺序继承关系中，派生类对象创建时，构造函数的执行顺序非常重要，涉及到基类和派生类的初始化过程。了解构造函数执行顺序，有助于我们正确理解继承机制，避免出现初始化错误。1派生类构造函数最后执行2基类构造函数从基类开始执行3成员变量初始化重写基类方法重写方法派生类可以重写基类方法，提供更具体的实现。方法重写使用override关键字标记重写方法，确保代码清晰。方法重写重写方法应具有相同的名称、参数列表和返回值类型。重载基类方法方法重载在派生类中，可以定义与基类方法同名但参数列表不同的方法。访问权限重载方法的访问权限必须与基类方法相同或更宽松。代码示例基类方法：voiddisplay(intx);派生类重载方法：voiddisplay(intx,inty);调用基类方法1使用`base`关键字在派生类中，可以使用`base`关键字访问基类的成员。2调用基类方法可以通过`base.方法名()`语法调用基类的方法，即使派生类中重写了该方法。3访问基类属性类似地，可以使用`base.属性名`访问基类中的属性。4避免冲突通过调用基类方法，可以避免派生类方法与基类方法的命名冲突。多态的概念定义多态是指同一操作作用于不同的对象，可以产生不同的行为。它允许程序使用相同的代码来处理不同类型的对象。优势提高代码的可重用性，减少代码冗余，更易于维护和扩展。使程序更加灵活，能够适应不同的对象类型。多态的实现1方法重写子类重写父类的方法，实现不同的行为。子类方法覆盖父类方法动态绑定，运行时确定执行方法2接口实现不同类实现同一个接口，提供相同的功能接口。接口定义方法，但不实现类实现接口，提供具体实现3泛型使用泛型参数，实现类型无关的代码。泛型方法可以接受不同类型参数编译时进行类型检查，保证代码安全静态多态和动态多态静态多态编译时确定方法调用。通过函数重载实现。编译器根据参数类型选择对应方法。方法的调用是在编译期间确定的，因此也称为早绑定。动态多态运行时确定方法调用。通过继承和虚函数实现。程序在运行时根据对象类型选择对应方法。方法的调用是在运行期间确定的，因此也称为晚绑定。抽象类与接口抽象类抽象类是一种特殊的类，它不能被实例化，只能作为基类被继承。定义抽象方法子类必须实现抽象方法接口接口是一种完全抽象的类，它只能包含抽象方法和常量。接口不能被实例化类可以通过实现接口来继承接口的方法抽象类的定义定义抽象类是一种特殊的类，不能直接实例化。特点抽象类包含抽象方法，需要子类实现。作用抽象类提供模板，方便子类继承。语法使用abstract关键字定义抽象类和抽象方法。抽象方法与具体方法1抽象方法抽象方法仅声明，不包含方法体，以分号结尾。抽象方法必须在抽象类中定义。2具体方法具体方法有方法体，实现具体的操作逻辑。可以在抽象类或具体类中定义。3区别抽象方法不能直接调用，必须在派生类中重写后才能调用。具体方法可以被直接调用。4用途抽象方法用于定义一个方法的框架，具体实现由派生类来完成。具体方法用于实现具体的业务逻辑。抽象类与接口的区别抽象类提供基类基础功能，可实现部分功能。接口定义功能规范，不实现功能细节。继承抽象类支持多继承，接口不支持多继承。方法实现抽象类可以实现方法，接口只能定义方法。密封类与密封方法密封类密封类限制派生。防止继承现有类型。密封方法密封方法防止子类重写。保留方法行为。总结继承是面向对象编程的核心概念之一它允许创建新的类，这些类继承了已有类的属性和方法，并扩展了其功能。派生类通过继承扩展了基类的功能派生类可以重写基类的方法、添加新的成员变量和方法，并利用多态实现代码的灵活性和可扩展性。理解继承和派生类是掌握面向对象编程的关键它们是实现代码复用、代码扩展和多态性的基础，有助于构建更加灵活和可维护的软件系统。课后思考11.继承的应用场景现实生活中有哪些场景