chap7C清华大学郑莉.pptx

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1、1本章主要内容类的继承与派生类成员的访问控制单继承与多继承派生类的构造、析构函数类成员的标识与访问第1页/共65页2类的继承与派生保持已有类的特性而构造新类的过程称为继承。在已有类的基础上新增自己的特性而产生新类的过程称为派生。被继承的已有类称为基类（或父类）。派生出的新类称为派生类。第2页/共65页3继承与派生问题举例类的继承与派生第3页/共65页4继承与派生问题举例类的继承与派生第4页/共65页5继承与派生问题举例类的继承与派生第5页/共65页6继承与派生问题举例类的继承与派生第6页/共65页7继承与派生的目的继承的目的：实现代码重用。派生的目的：当新的问题出现，原有程序无法解决（或不能完

2、全解决）时，需要对原有程序进行改造。类的继承与派生第7页/共65页8派生类的声明class 派生类名：继承方式 基类名 成员声明；类的继承与派生第8页/共65页9继承方式不同继承方式的影响主要体现在：派生类成员对基类成员的访问权限通过派生类对象对基类成员的访问权限三种继承方式公有继承私有继承保护继承类成员的访问控制第9页/共65页10公有继承(public)基类的public和protected成员的访问属性在派生类中保持不变，但基类的private成员不可直接访问。派生类中的成员函数可以直接访问基类中的public和protected成员，但不能直接访问基类的private成员。通过派生类的

3、对象只能访问基类的public成员。类成员的访问控制第10页/共65页11例7-1 公有继承举例class Point/基类Point类的声明public:/公有函数成员void InitP(float xx=0,float yy=0)X=xx;Y=yy;void Move(float xOff,float yOff)X+=xOff;Y+=yOff;float GetX()return X;float GetY()return Y;private:/私有数据成员float X,Y;类成员的访问控制第11页/共65页class Rectangle:public Point /派生类声明publi

4、c:/新增公有函数成员void InitR(float x,float y,float w,float h)InitP(x,y);W=w;H=h;/调用基类公有成员函数float GetH()return H;float GetW()return W;private:/新增私有数据成员float W,H;12第12页/共65页#include#includeusing namecpace std;int main()Rectangle rect;rect.InitR(2,3,20,10);/通过派生类对象访问基类公有成员rect.Move(3,2);coutrect.GetX(),rect.G

5、etY(),rect.GetH(),rect.GetW()endl;return 0;13第13页/共65页14私有继承(private)基类的public和protected成员都以private身份出现在派生类中，但基类的private成员不可直接访问。派生类中的成员函数可以直接访问基类中的public和protected成员，但不能直接访问基类的private成员。通过派生类的对象不能直接访问基类中的任何成员。类成员的访问控制第14页/共65页15例7-2 私有继承举例class Rectangle:private Point/派生类声明public:/新增外部接口void InitR(

6、float x,float y,float w,float h)InitP(x,y);W=w;H=h;/访问基类公有成员void Move(float xOff,float yOff)Point:Move(xOff,yOff);float GetX()return Point:GetX();float GetY()return Point:GetY();float GetH()return H;float GetW()return W;private:/新增私有数据float W,H;类成员的访问控制第15页/共65页#include#includeusing namecpace std;in

7、t main()/通过派生类对象只能访问本类成员 Rectangle rect;rect.InitR(2,3,20,10);rect.Move(3,2);coutrect.GetX(),rect.GetY(),rect.GetH(),rect.GetW()endl;return 0;16第16页/共65页17保护继承(protected)基类的public和protected成员都以protected身份出现在派生类中，但基类的private成员不可直接访问。派生类中的成员函数可以直接访问基类中的public和protected成员，但不能直接访问基类的private成员。通过派生类的对象不能

8、直接访问基类中的任何成员类成员的访问控制第17页/共65页18protected 成员的特点与作用对建立其所在类对象的模块来说，它与 private 成员的性质相同。对于其派生类来说，它与 public 成员的性质相同。既实现了数据隐藏，又方便继承，实现代码重用。类成员的访问控制第18页/共65页19例7-3 protected 成员举例class A protected:int x;int main()A a;a.x=5;/错误类成员的访问控制第19页/共65页class A protected:int x;class B:public A public:void Function();vo

9、id B:Function()x=5;/正确20第20页/共65页21类型兼容规则一个公有派生类的对象在使用上可以被当作基类的对象，反之则禁止。具体表现在：派生类的对象可以被赋值给基类对象。派生类的对象可以初始化基类的引用。指向基类的指针也可以指向派生类。通过基类对象名、指针只能使用从基类继承的成员类型兼容第21页/共65页22例7-4 类型兼容规则举例#include using namecpace std;class B0/基类B0声明 public:void display()coutB0:display()endl;/公有成员函数;类型兼容第22页/共65页class B1:publi

10、c B0 public:void display()coutB1:display()endl;class D1:public B1public:void display()coutD1:display()display();/对象指针-成员名 23第23页/共65页int main()/主函数 B0 b0;/声明B0类对象B1 b1;/声明B1类对象D1 d1;/声明D1类对象B0*p;/声明B0类指针p=&b0;/B0类指针指向B0类对象fun(p);p=&b1;/B0类指针指向B1类对象fun(p);p=&d1;/B0类指针指向D1类对象fun(p);运行结果：B0:display()B0

11、:display()B0:display()24第24页/共65页25基类与派生类的对应关系单继承派生类只从一个基类派生。多继承派生类从多个基类派生。多重派生由一个基类派生出多个不同的派生类。多层派生派生类又作为基类，继续派生新的类。单继承与多继承第25页/共65页26多继承时派生类的声明class 派生类名：继承方式1 基类名1，继承方式2 基类名2，.成员声明；注意：每一个“继承方式”，只用于限制对紧随其后之基类的继承。单继承与多继承第26页/共65页27多继承举例class A public:void setA(int);void showA();private:int a;class

12、B public:void setB(int);void showB();private:int b;class C:public A,private B public:void setC(int,int,int);void showC();private:int c;单继承与多继承第27页/共65页void A:setA(int x)a=x;void B:setB(int x)b=x;void C:setC(int x,int y,int z)/派生类成员直接访问基类的 /公有成员 setA(x);setB(y);c=z;/其它函数实现略int main()C obj;obj.setA(5)

13、;obj.showA();obj.setC(6,7,9);obj.showC();/obj.setB(6);错误/obj.showB();错误 return 0;28第28页/共65页29继承时的构造函数基类的构造函数不被继承，派生类中需要声明自己的构造函数。声明构造函数时，只需要对本类中新增成员进行初始化，对继承来的基类成员的初始化，自动调用基类构造函数完成。派生类的构造函数需要给基类的构造函数传递参数派生类的构造、析构函数第29页/共65页30单一继承时的构造函数派生类名:派生类名(基类所需的形参，本类成员所需的形参):基类名(参数表)本类成员初始化赋值语句；派生类的构造、析构函数第30页

14、/共65页31单一继承时的构造函数举例#includeusing namecpace std;class B public:B();B(int i);B();void Print()const;private:int b;派生类的构造、析构函数第31页/共65页B:B()b=0;coutBs default constructor called.endl;B:B(int i)b=i;coutBs constructor called.endl;B:B()coutBs destructor called.endl;void B:Print()const coutbendl;32第32页/共65页

15、class C:public B public:C();C(int i,int j);C();void Print()const;private:int c;33第33页/共65页C:C()c=0;coutCs default constructor called.endl;C:C(int i,int j):B(i)c=j;coutCs constructor called.endl;C:C()coutCs destructor called.endl;void C:Print()const B:Print();coutcendl;int main()C obj(5,6);obj.Print(

16、);34第34页/共65页35多继承时的构造函数派生类名:派生类名(基类1形参，基类2形参，.基类n形参，本类形参):基类名1(参数),基类名2(参数),.基类名n(参数)本类成员初始化赋值语句；派生类的构造、析构函数第35页/共65页36派生类与基类的构造函数当基类中声明有默认形式的构造函数或未声明构造函数时，派生类构造函数可以不向基类构造函数传递参数。若基类中未声明构造函数，派生类中也可以不声明，全采用缺省形式构造函数。当基类声明有带形参的构造函数时，派生类也应声明带形参的构造函数，并将参数传递给基类构造函数。派生类的构造、析构函数第36页/共65页37多继承且有内嵌对象时的构造函数派生类

17、名:派生类名(基类1形参，基类2形参，.基类n形参，本类形参):基类名1(参数),基类名2(参数),.基类名n(参数)，对象数据成员的初始化 本类成员初始化赋值语句；派生类的构造、析构函数第37页/共65页38构造函数的调用次序1 调用基类构造函数，调用顺序按照它们被继承时声明的顺序（从左向右）。2 调用成员对象的构造函数，调用顺序按照它们在类中声明的顺序。3 派生类的构造函数体中的内容。派生类的构造、析构函数第38页/共65页39拷贝构造函数若建立派生类对象时调用缺省拷贝构造函数，则编译器将自动调用基类的缺省拷贝构造函数。若编写派生类的拷贝构造函数，则需要为基类相应的拷贝构造函数传递参数。例

18、如:C:C(C&c1):B(c1)派生类的构造、析构函数第39页/共65页40例7-5 派生类构造函数举例#include using namecpace std;class B1/基类B1，构造函数有参数public:B1(int i)coutconstructing B1 iendl;class B2/基类B2，构造函数有参数public:B2(int j)coutconstructing B2 jendl;class B3/基类B3，构造函数无参数public:B3()coutconstructing B3*endl;派生类的构造、析构函数第40页/共65页class C:public

19、B2,public B1,public B3 public:/派生类的公有成员C(int a,int b,int c,int d):B1(a),memberB2(d),memberB1(c),B2(b)private:/派生类的私有对象成员B1 memberB1;B2 memberB2;B3 memberB3;int main()C obj(1,2,3,4);运行结果：constructing B2 2constructing B1 1constructing B3*constructing B1 3constructing B2 4constructing B3*41第41页/共65页42继

20、承时的析构函数析构函数也不被继承，派生类自行声明声明方法与一般（无继承关系时）类的析构函数相同。不需要显式地调用基类的析构函数，系统会自动隐式调用。析构函数的调用次序与构造函数相反。派生类的构造、析构函数第42页/共65页43例7-6 派生类析构函数举例派生类的构造、析构函数#include using namecpace std;class B1/基类B1声明 public:B1(int i)coutconstructing B1 iendl;B1()coutdestructing B1 endl;class B2/基类B2声明public:B2(int j)coutconstructing

21、 B2 jendl;B2()coutdestructing B2 endl;class B3/基类B3声明public:B3()coutconstructing B3*endl;B3()coutdestructing B3 endl;第43页/共65页class C:public B2,public B1,public B3public:C(int a,int b,int c,int d):B1(a),memberB2(d),memberB1(c),B2(b)private:B1 memberB1;B2 memberB2;B3 memberB3;int main()C obj(1,2,3,4)

22、;44第44页/共65页45例7-6 运行结果constructing B2 2constructing B1 1constructing B3*constructing B1 3constructing B2 4constructing B3*destructing B3destructing B2destructing B1destructing B3destructing B1destructing B2第45页/共65页46同名隐藏规则当派生类与基类中有相同成员时：若未强行指名，则通过派生类对象使用的是派生类中的同名成员。如要通过派生类对象访问基类中被覆盖的同名成员，应使用基类名限定。

23、派生类成员的标识与访问第46页/共65页47例7-7 多继承同名隐藏举例派生类成员的标识与访问#include using namecpace std;class B1/声明基类B1 public:/外部接口int nV;void fun()coutMember of B1endl;class B2/声明基类B2 public:/外部接口int nV;void fun()coutMember of B2endl;class D1:public B1,public B2 public:int nV;/同名数据成员void fun()coutMember of D1endl;/同名函数成员;第47

24、页/共65页int main()D1 d1;d1.nV=1;/对象名.成员名标识,访问D1类成员d1.fun();d1.B1:nV=2;/作用域分辨符标识,访问基类B1成员d1.B1:fun();d1.B2:nV=3;/作用域分辨符标识,访问基类B2成员d1.B2:fun();48第48页/共65页49二义性问题在多继承时，基类与派生类之间，或基类之间出现同名成员时，将出现访问时的二义性（不确定性）采用虚函数（第8章）或同名隐藏规则来解决。当派生类从多个基类派生，而这些基类又从同一个基类派生，则在访问此共同基类中的成员时，将产生二义性采用虚基类来解决。派生类成员的标识与访问第49页/共65页5

25、0二义性问题举例（一）class A public:void f();class B public:void f();void g();class C:public A,piblic B public:void g();void h();如果声明：C c1;则 c1.f();具有二义性而 c1.g();无二义性（同名覆盖）派生类成员的标识与访问第50页/共65页51二义性的解决方法解决方法一：用类名来限定c1.A:f()或 c1.B:f()解决方法二：同名覆盖在C 中声明一个同名成员函数f()，f()再根据需要调用 A:f()或 B:f()派生类成员的标识与访问第51页/共65页52二义性问题

26、举例（二）class B public:int b;class B1:public B private:int b1;class B2:public B private:int b2;class C:public B1,public B2 public:int f();private:int d;派生类成员的标识与访问第52页/共65页派生类C的对象的存储结构示意图：bb1bb2dB类成员B类成员B1类成员B2类成员C类对象有二义性：C c;c.bc.B:b无二义性：c.B1:bc.B2:b53第53页/共65页54虚基类虚基类的引入用于有共同基类的场合声明以virtual修饰说明基类例：cl

27、ass B1:virtual public B作用主要用来解决多继承时可能发生的对同一基类继承多次而产生的二义性问题.为最远的派生类提供唯一的基类成员，而不重复产生多次拷贝注意：在第一级继承时就要将共同基类设计为虚基类。第54页/共65页55虚基类举例class B private:int b;class B1:virtual public B private:int b1;class B2:virtual public B private:int b2;class C:public B1,public B2 private:float d;下面的访问是正确的：C cobj;cobj.b;虚

28、基 类第55页/共65页虚基类的派生类对象存储结构示意图：BB1B2Cb1b2dB1类成员B2类成员C类对象bB类成员56第56页/共65页57例7-8虚基类举例 虚 基 类D1nV:int nVd:intB1:nV1:intB2:nV2:intfund():voidfun():voidB1nV1:intB2nV2:intD1nVd:intfund():void B0nV:intfun()第57页/共65页B0B1新增成员B0B2新增成员D1新增成员B0B0B1B2D1nV,fun()58第58页/共65页#include using namecpace std;class B0/声明基类B0

29、 public:/外部接口int nV;void fun()coutMember of B0endl;class B1:virtual public B0 /B0为虚基类，派生B1类 public:/新增外部接口int nV1;class B2:virtual public B0 /B0为虚基类，派生B2类 public:/新增外部接口int nV2;59第59页/共65页class D1:public B1,public B2/派生类D1声明 public:/新增外部接口int nVd;void fund()coutMember of D1endl;int main()/程序主函数 D1 d

30、1;/声明D1类对象d1d1.nV=2;/使用最远基类成员d1.fun();60第60页/共65页61虚基类及其派生类构造函数建立对象时所指定的类称为最（远）派生类。虚基类的成员是由最派生类的构造函数通过调用虚基类的构造函数进行初始化的。在整个继承结构中，直接或间接继承虚基类的所有派生类，都必须在构造函数的成员初始化表中给出对虚基类的构造函数的调用。如果未列出，则表示调用该虚基类的缺省构造函数。在建立对象时，只有最派生类的构造函数调用虚基类的构造函数，该派生类的其它基类对虚基类构造函数的调用被忽略。虚 基 类第61页/共65页62有虚基类时的构造函数举例 虚 基 类#include using

31、 namecpace std;class B0/声明基类B0 public:/外部接口B0(int n)nV=n;int nV;void fun()coutMember of B0endl;class B1:virtual public B0 public:B1(int a):B0(a)int nV1;class B2:virtual public B0 public:B2(int a):B0(a)int nV2;第62页/共65页class D1:public B1,public B2public:D1(int a):B0(a),B1(a),B2(a)int nVd;void fund()coutMember of D1endl;int main()D1 d1(1);d1.nV=2;d1.fun();63第63页/共65页64综合举例例7-10（课后阅读）这个程序有两点不足：基类的成员函数pay()的函数体为空，在实现部分仍要写出函数体，显得冗余。在main()函数中，建立了四个不同类的对象，对它们进行了类似的操作，但是却重复写了四遍类似的语句，程序不够简洁。第64页/共65页65感谢您的观赏！第65页/共65页