《派生类与继承》课件

派生类与继承导言1面向对象编程面向对象编程(OOP)是一种编程范式，它将程序组织成对象，每个对象都包含数据和操作数据的函数。2代码重用OOP允许程序员创建可重用的代码模块，这些模块可以在不同的程序中使用。3代码维护OOP使代码更易于维护，因为代码被组织成独立的模块，每个模块负责特定的任务。面向对象编程中的类基本构建块类是面向对象编程中的基本构建块。代码模板类就像蓝图，定义了对象的属性和行为。结构化代码类帮助组织代码，使其更易于维护和扩展。类的定义类是对象的蓝图，定义了对象的属性和方法。它们如同设计图纸，指导着对象的创建和行为。类通过代码实现，定义了对象的行为和状态。它包含数据成员（属性）和成员函数（方法）。类是面向对象编程的核心概念，它封装了数据和操作，提高了代码的可重用性和可维护性。类的构造函数和属性构造函数在创建类对象时自动执行的特殊函数，用于初始化对象属性。属性类对象包含的数据成员，代表对象的特征和状态。类的方法方法定义方法是类中的函数，用于执行特定操作。它们定义了类的行为和功能。方法调用方法可以通过对象来调用，例如：object.method()。方法参数方法可以接受参数，以提供额外的信息或数据。方法返回值方法可以返回一个值，以表示操作的结果。类的访问控制公共访问用关键字public修饰的成员可以在任何地方访问。私有访问用关键字private修饰的成员只能在类的内部访问。保护访问用关键字protected修饰的成员可以在类本身和其派生类中访问。类的封装性隐藏内部细节封装性就像一个保险箱，将类的内部数据和方法隐藏起来，只暴露必要的信息。保护数据完整性通过控制外部访问权限，封装性防止意外或恶意修改类的内部数据。增强代码可维护性封装性使代码更易于维护，因为修改内部实现不会影响外部代码的使用。什么是派生类?派生类派生类是一种新类，它继承了另一个类的属性和方法，并扩展了其功能。继承继承是面向对象编程的核心概念之一，它允许我们创建新的类，并基于现有类的基础进行构建。优势使用派生类可以提高代码的可重用性，并减少代码冗余。派生类的定义派生类从一个已有的类（称为基类或父类）继承而来，它拥有基类所有属性和方法。继承是面向对象编程的核心概念，它允许我们创建新的类，并继承已有类的特征。代码复用派生类继承了基类，可以避免重复编写代码，提高代码效率。可扩展性派生类可以扩展基类的功能，添加新的属性和方法。派生类的构造1基类构造派生类对象的构造函数会自动调用基类的构造函数，为基类部分初始化。2派生类构造然后，派生类构造函数会执行自己的初始化工作，为派生类部分初始化。3成员初始化最后，派生类构造函数会初始化派生类中定义的成员变量。派生类与基类的关系继承关系派生类继承了基类的所有成员（数据成员和成员函数）扩展派生类可以添加新的数据成员和成员函数代码复用继承机制提高了代码复用性，减少重复代码派生类的访问控制继承访问控制派生类继承了基类的访问控制，并对其进行了调整。基类成员访问派生类可以通过基类成员的访问级别来访问它们，就像在基类中一样。派生类新成员派生类的新成员可以是公有的、受保护的或私有的，不受基类访问控制的影响。派生类的方法覆盖覆盖的概念派生类可以重写基类中定义的方法，这称为方法覆盖。覆盖方法必须与基类方法具有相同的名称、返回类型和参数列表。覆盖的用途覆盖允许派生类提供比基类方法更特定于派生类的实现。例如，基类中可能有一个通用的打印方法，而派生类可以提供一个专门针对派生类类型的打印方法。抽象类与虚函数抽象类是一种特殊的类，它不能被实例化，只能被继承。虚函数是使用关键字virtual声明的成员函数，允许子类重写基类中的方法。抽象类的定义无具体实现抽象类不能直接实例化对象，它们仅作为基类，提供一个公共接口给派生类继承。包含抽象方法抽象类可以包含抽象方法，它们没有方法体，仅声明方法签名，由子类提供具体实现。强制实现抽象类确保派生类必须实现所有抽象方法，从而保证继承层次的一致性。抽象类的特点无法实例化抽象类不能直接创建对象，只能作为其他类的基类。包含抽象方法抽象类可以包含抽象方法，这些方法没有实现，需要在派生类中实现。虚函数及其用途1动态绑定虚函数允许在运行时确定要调用的函数，而不是在编译时。2多态性通过虚函数，可以实现对不同类型的对象使用相同的接口。3代码重用虚函数可以减少代码重复，提高代码可维护性。纯虚函数与抽象类纯虚函数纯虚函数没有函数体，仅声明函数原型，用于强制派生类必须重写此函数。抽象类包含至少一个纯虚函数的类称为抽象类，无法直接实例化，只能作为基类被继承。多重继承多重继承一个类可以从多个基类继承属性和方法.菱形继承多重继承可能导致菱形继承问题,造成重复继承.虚基类虚基类可以解决菱形继承问题,确保每个基类只被继承一次.多重继承的语法1类名新派生类2:3基类14基类25基类3多重继承的特点灵活性和代码重用多重继承允许类从多个基类继承属性和方法，提高代码的灵活性和可重用性。复杂性多重继承可能导致类结构复杂，增加了代码维护和调试的难度。钻石继承问题当一个类从多个基类继承，而这些基类又都继承自同一个祖先类时，就会出现钻石继承问题，需要特殊机制解决。菱形继承问题多重继承菱形继承是多重继承的一种特殊情况，其中一个子类继承自多个父类，而这些父类又共享同一个祖先类。重复继承菱形继承会导致子类继承多个祖先类中相同成员的多个副本，可能导致数据冲突和代码混乱。代码复杂性菱形继承使代码结构变得复杂，难以理解和维护，降低了代码的可读性和可维护性。虚基类的解决方案虚基类通过在基类声明中使用`virtual`关键字，可以创建一个虚基类。继承关系虚基类在派生类中只被实例化一次，避免了重复。代码示例使用`virtual`修饰基类，确保成员变量只被实例化一次。派生类与基类的转换类型转换派生类对象可以隐式转换为基类对象。静态转换使用基类指针指向派生类对象，需要显式转换。动态转换利用`dynamic_cast`安全地进行转换，避免数据丢失。静态类型转换1编译时确定在编译阶段就确定了转换类型，例如，将子类指针转换为父类指针。2类型安全编译器会检查类型是否兼容，以确保转换的安全性和正确性。3限制仅能将子类指针转换为父类指针，反之则不行。动态类型转换运