在C++中,可重用性是通過(guò)繼承這一機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)的,因此,繼承是C++中一個(gè)重要的部分。
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1.派生類(lèi)的聲明
聲明一個(gè)派生類(lèi)的一般格式為:
class 派生類(lèi)名:繼承方式 基類(lèi)名 { //派生類(lèi)新增的數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù) };
從已有類(lèi)派生出新類(lèi)時(shí),可以在派生類(lèi)內(nèi)完成以下功能:
(1)可以增加新的數(shù)據(jù)成員
(2)可以增加新的成員函數(shù)
(3)可以對(duì)基類(lèi)的成員進(jìn)行重定義
(4)可以改變基類(lèi)成員在派生類(lèi)中的訪(fǎng)問(wèn)屬性
2.基類(lèi)成員在派生類(lèi)中的訪(fǎng)問(wèn)屬性
從基類(lèi)繼承來(lái)的成員在派生類(lèi)中的訪(fǎng)問(wèn)屬性是由繼承方式控制的,下面我們來(lái)看看類(lèi)的繼承方式。
類(lèi)的繼承方式有public(公有繼承),protected(保護(hù)繼承),private(私有繼承)3種,不同的繼承方式導(dǎo)致不同訪(fǎng)問(wèn)屬性的基類(lèi)成員在派生類(lèi)中的訪(fǎng)問(wèn)屬性也不同。
(1)公有繼承的訪(fǎng)問(wèn)規(guī)則
基類(lèi)成員 | 私有成員 | 公有成員 | 保護(hù)成員 |
類(lèi)內(nèi)訪(fǎng)問(wèn) | 不可訪(fǎng)問(wèn) | 可訪(fǎng)問(wèn) | 可訪(fǎng)問(wèn) |
對(duì)象訪(fǎng)問(wèn) | 不可訪(fǎng)問(wèn) | 可訪(fǎng)問(wèn) | 不可訪(fǎng)問(wèn) |
(2)保護(hù)繼承的訪(fǎng)問(wèn)規(guī)則
基類(lèi)成員 | 私有成員 | 公有成員 | 保護(hù)成員 |
類(lèi)內(nèi)訪(fǎng)問(wèn) | 不可訪(fǎng)問(wèn) | 可訪(fǎng)問(wèn) | 可訪(fǎng)問(wèn) |
對(duì)象訪(fǎng)問(wèn) | 不可訪(fǎng)問(wèn) | 不可訪(fǎng)問(wèn) | 不可訪(fǎng)問(wèn) |
(3)私有繼承的訪(fǎng)問(wèn)規(guī)則
基類(lèi)成員 | 私有成員 | 公有成員 | 保護(hù)成員 |
類(lèi)內(nèi)訪(fǎng)問(wèn) | 不可訪(fǎng)問(wèn) | 可訪(fǎng)問(wèn) | 可訪(fǎng)問(wèn) |
對(duì)象訪(fǎng)問(wèn) | 不可訪(fǎng)問(wèn) | 不可訪(fǎng)問(wèn) | 不可訪(fǎng)問(wèn) |
根據(jù)上面三個(gè)表格我們不難看出:
a.基類(lèi)中的私有成員:
無(wú)論哪種繼承方式,都不允許派生類(lèi)繼承,即在派生類(lèi)中是不可以直接訪(fǎng)問(wèn)的。
b.基類(lèi)中的公有成員:
公有繼承時(shí),基類(lèi)中的所有公有成員在派生類(lèi)中仍以公有成員的身份出現(xiàn)
私有繼承時(shí),基類(lèi)中的所有公有成員在派生類(lèi)中都是以私有成員的身份出現(xiàn)
保護(hù)繼承時(shí),基類(lèi)中的所有公有成員在派生類(lèi)中都是以保護(hù)成員的身份出現(xiàn)
c.基類(lèi)中的保護(hù)成員:
公有繼承時(shí),基類(lèi)中的所有公有成員在派生類(lèi)中仍以保護(hù)成員的身份出現(xiàn)
私有繼承時(shí),基類(lèi)中的所有公有成員在派生類(lèi)中都是以私有成員的身份出現(xiàn)
保護(hù)繼承時(shí),基類(lèi)中的所有公有成員在派生類(lèi)中都是以保護(hù)成員的身份出現(xiàn)
下面我們通過(guò)實(shí)例來(lái)看看公有繼承:
#include<iostream> using namespace std; class B { public: void geta(int a1) { a = a1; } void showa() { cout << "a=" << a << endl; } private: int a; }; class D :public B { public: void getab(int a1, int b1) { geta(a1); b = b1; } void showab() { cout << "a=" << a << endl;//錯(cuò)誤,a在類(lèi)中為不可直接訪(fǎng)問(wèn)成員 cout << "b=" << b << endl; } private: int b; }; void Funtest() { D d; d.getab(10, 24); d.showa(); d.showab(); } int main() { Funtest(); system("pause"); return 0; }
上面程序中在D內(nèi)訪(fǎng)問(wèn)了a是錯(cuò)誤的,在這里再次說(shuō)明:派生類(lèi)公有繼承了基類(lèi),但是不代表派生類(lèi)可以訪(fǎng)問(wèn)基類(lèi)私有成員,企圖訪(fǎng)問(wèn)是非法的。
3.派生類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù):
我們先通過(guò)一個(gè)例子來(lái)看看派生類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的調(diào)用順序吧:
#include<iostream> using namespace std; class B { public: B(int n) { cout << "B()" << endl; i = n; } ~B() { cout << "~B()" << endl; } void showi() { cout << i << endl; } private: int i; }; class D :public B { public: D(int n, int m) :B(m) { cout << "D()" << endl; j = n; } ~D() { cout << "~D()" << endl; } void showj() { cout << j << endl; } private: int j; }; void Funtest() { D d(50, 60); d.showi(); d.showj(); } int main() { Funtest(); system("pause"); return 0; }
大家分析一下這段代碼的結(jié)果是什么呢?
從結(jié)果中可以看到:
當(dāng)創(chuàng)建派生類(lèi)對(duì)象時(shí),首先調(diào)用基類(lèi)的構(gòu)造函數(shù),然后再調(diào)用派生類(lèi)的構(gòu)造函數(shù),當(dāng)撤銷(xiāo)派生類(lèi)對(duì)象時(shí),則先調(diào)用派生類(lèi)的析構(gòu)函數(shù),隨后調(diào)用基類(lèi)的析構(gòu)函數(shù)。
那么為什么調(diào)用析構(gòu)函數(shù)時(shí)順序是相反的呢?
對(duì)于析構(gòu)函數(shù)來(lái)說(shuō),基類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)并不了解子類(lèi)的結(jié)構(gòu),所以子類(lèi)必須先于基類(lèi)完成清理工作,一步一步向上推進(jìn)。
4.派生類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)
在上面的程序中我們可以看到派生類(lèi)內(nèi)有自定義的構(gòu)造函數(shù),并且?guī)Я藚?shù)。派生類(lèi)不能繼承基類(lèi)中的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)。當(dāng)基類(lèi)含有帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)時(shí),派生類(lèi)必須定義構(gòu)造函數(shù),以提供把參數(shù)傳遞給基類(lèi)構(gòu)造函數(shù)的途徑。
C++中,派生類(lèi)構(gòu)造函數(shù)的一般格式為:
派生類(lèi)名(參數(shù)總表):基類(lèi)名(參數(shù)表)
{
//派生類(lèi)新增數(shù)據(jù)成員的初始化語(yǔ)句
}
基類(lèi)構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)通常來(lái)源于派生類(lèi)構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)總表
說(shuō)明:
(1)基類(lèi)沒(méi)有缺省的構(gòu)造函數(shù),派生類(lèi)必須要在初始化列表中顯式給出基類(lèi)名和參數(shù)列表
(2)基類(lèi)沒(méi)有定義構(gòu)造函數(shù),則派生類(lèi)也可以不用定義,全部使用缺省構(gòu)造函數(shù)
(3)基類(lèi)定義了帶有形參表的構(gòu)造函數(shù),派生類(lèi)就一定定義構(gòu)造函數(shù)(可以看上面那段程序幫助理解哦)
5.繼承體系中的作用域
(1)在繼承體系中基類(lèi)和派生類(lèi)是兩個(gè)不同的作用域(這也是為什么基類(lèi)的私有成員無(wú)論被哪種方式繼承時(shí)都不可以在派生類(lèi)中直接訪(fǎng)問(wèn)的原因)
(2)派生類(lèi)和基類(lèi)中有同名成員時(shí),派生類(lèi)成員將屏蔽基類(lèi)對(duì)成員的直接訪(fǎng)問(wèn)。在派生類(lèi)成員函數(shù)中,可通過(guò)下面這種方式訪(fǎng)問(wèn):
基類(lèi)::基類(lèi)成員
(3)當(dāng)然,在實(shí)際中,我們最好不要使用同名成員來(lái)定義對(duì)象
6.賦值兼容規(guī)則:
(1)子類(lèi)對(duì)象賦值給父類(lèi)對(duì)象:
Base b; Derived d; b=d;
(2)子類(lèi)對(duì)象可初始化父類(lèi)對(duì)象的引用:
B &br = d;
(3)父類(lèi)指針可以指向子類(lèi)對(duì)象:
B *pb = &d;
(4)若函數(shù)形參為父類(lèi)對(duì)象或?qū)ο蟮囊脮r(shí),調(diào)用函數(shù)時(shí)可以用子類(lèi)對(duì)象作實(shí)參
class B { public: int i; //…… }; class D:public B { }; void fun(B &bb) { cout<<bb.i<<endl; } 在調(diào)用函數(shù)fun()時(shí)可以用子類(lèi)的對(duì)象d作為實(shí)參。輸出子類(lèi)D的對(duì)象d賦給父類(lèi)的數(shù)據(jù)成員i的值。
7.友元與繼承
友元關(guān)系不能繼承,即基類(lèi)友元不能訪(fǎng)問(wèn)派生類(lèi)私有和保護(hù)成員
8.單繼承、多繼承、菱形繼承、
(1)單繼承:一個(gè)子類(lèi)只有一個(gè)直接父類(lèi)時(shí)稱(chēng)這個(gè)繼承關(guān)系為單繼承
(2)多繼承:一個(gè)子類(lèi)有兩個(gè)或以上直接父類(lèi)時(shí)稱(chēng)這個(gè)繼承關(guān)系為多繼承
多重繼承的一般形式為:
class類(lèi)名l:訪(fǎng)問(wèn)控制類(lèi)名2,訪(fǎng)問(wèn)控制類(lèi)名3,…訪(fǎng)問(wèn)控制類(lèi)名n
(
…//定義派生類(lèi)自己的成員
};
多繼承構(gòu)造函數(shù)的調(diào)用順序與單繼承構(gòu)造函數(shù)的調(diào)用順序相同,也是遵循先調(diào)用基類(lèi)的構(gòu)造函數(shù),再調(diào)用對(duì)象成員的構(gòu)造函數(shù),最后調(diào)用派生類(lèi)構(gòu)造函數(shù)的原則。
(3)菱形繼承
例如,B為類(lèi)C1、C2的直接父類(lèi),C1、C2又同時(shí)是D的父類(lèi)。
因?yàn)榱庑卫^承存在二義性和數(shù)據(jù)冗余的問(wèn)題,所以引出了下面的虛擬繼承
9.虛擬繼承
虛擬繼承是多重繼承中特有的概念。虛擬基類(lèi)是為解決多重繼承而出現(xiàn)的。如:類(lèi)D繼承自類(lèi)C1、C2,而類(lèi)C1、C2都繼承自類(lèi)B,因此在類(lèi)D中兩次出現(xiàn)類(lèi)B中的變量和函數(shù)。為了節(jié)省內(nèi)存空間,可以將C1、C2對(duì)B的繼承定義為虛擬繼承,而B(niǎo)就成了虛擬基類(lèi)。
虛基類(lèi)的聲明:
class 派生類(lèi)名:virtual繼承方式 類(lèi)名
{
// ……
}
說(shuō)明:關(guān)鍵字virtual與繼承方式關(guān)鍵字的先后順序無(wú)關(guān),它只是說(shuō)明是“虛擬繼承”。
下面我們通過(guò)例子來(lái)深度理解一下虛擬繼承是怎么一回事:
#include<iostream> using namespace std; class B { public: B() { a = 1; cout << "B a = " << a << endl; } protected: int a; }; class B1 :public B { public: B1() { a += 10; cout << "B1 a = " << a << endl; } }; class B2 :public B { public: B2() { a += 20; cout << "B2 a = " << a << endl; } }; class D :public B1, public B2 { public: D() { cout << "B1::a = " << B1::a << endl; cout << "B2::a = " << B2::a << endl; } }; void Funtest() { D d; } int main() { Funtest(); system("pause"); return 0; }
程序運(yùn)行結(jié)果如下:
由于在類(lèi)D中同時(shí)存在著類(lèi)B1、B2的數(shù)據(jù)成員a,因此在D中的構(gòu)造函數(shù)中輸出a時(shí)必須加上“類(lèi)名::”,指出是哪一個(gè)數(shù)據(jù)成員a,否則就會(huì)出現(xiàn)二義性。如果將上面的子類(lèi)D改成下面形式便會(huì)出錯(cuò):
class D :public B1, public B2 { public: D() { cout << "D a = " << a << endl;//錯(cuò)誤 } };
下面使用關(guān)鍵字來(lái)看這個(gè)程序:
#include<iostream> using namespace std; class B { public: B() { a = 1; cout << "B a = " << a << endl; } protected: int a; }; class B1 : virtual public B { public: B1() { a += 10; cout << "B1 a = " << a << endl; } }; class B2 :virtual public B { public: B2() { a += 20; cout << "B2 a = " << a << endl; } }; class D :public B1, public B2 { public: D() { cout << "D a = " << a << endl; //cout << "B1::a = " << B1::a << endl; //cout << "B2::a = " << B2::a << endl; } }; void Funtest() { D d; } int main() { Funtest(); system("pause"); return 0; }
程序結(jié)果運(yùn)行如下:
上述程序中使用了關(guān)鍵字,這樣的話(huà),從B1、B2派生出的類(lèi)D指繼承基類(lèi)B一次,就是說(shuō)基類(lèi)B的數(shù)據(jù)成員a只保留一份。
虛擬繼承解決了在菱形繼承體系里面子類(lèi)對(duì)象包含多份父類(lèi)對(duì)象的數(shù)據(jù)冗余和空間浪費(fèi)的問(wèn)題。
這是我對(duì)于繼承的理解,如有不足,還請(qǐng)各位多多指教
新聞標(biāo)題:C++類(lèi)的繼承
當(dāng)前地址:http://jinyejixie.com/article32/igodsc.html
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