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1、第七章 继承与派生C+语言程序设计本章主要内容类的继承与派生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类的继承与派生v保持已有类的特性而构造新类的过程称为继承。v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。v被继承的已有类称为基类（父类）。v派生出的新类称为派生类。继承与派生问题举例(1)类的继承与派生继承与派生问题举例(2)类的继承与派生继承与派生问题举例(3)类的继承与派生 继承与派生问题举例(4)类的继承与派生继承与派生的目的v继承的目的：实现代码重用。v派生的目的：当新的问题出现，原有程序无法解决（或不能完全解决）时，需要对原有程序进行改造。
2、类的继承与派生单继承和多继承v单继承：一个派生类只有一个直接基类。v多继承：一个派生类同时有多个基类。v直接基类：在类族中，直接派生出某类的类。v间接基类：某类的直接基类的基类甚至更高层的基类。类的继承与派生 派生类的声明(*)class 派生类名:继承方式 基类名 派生类成员声明；派生类成员是指除了从基类继承过来的所有成员以外，新增加的数据成员和函数成员。类的继承与派生 派生类的生成过程一般来说，派生新类是完成如下三个方面的任务：吸收基类成员。添加新的成员。改造基类成员。结合例7-1进行分析。类的继承与派生 继承方式v继承方式规定了如何访问从基类继承的成员。v不同继承方式的影响主要体现在：v
3、派生类成员成员对基类成员的访问权限。v通过派生类对象对象对基类成员的访问权限。v三种继承方式：v公有继承v私有继承v保护继承类成员的访问控制公有继承(public)v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成员在派生类中不可直接访问。v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。v通过派生类的对象只能直接访问基类的public成员。类成员的访问控制例7-1 公有继承举例class Point public:void InitP(float xx=0,float yy=0
4、)X=xx;Y=yy;void Move(float xOff,float yOff)X+=xOff;Y+=yOff;float GetX()return X;float GetY()return Y;private:float X,Y;类成员的访问控制class Rectangle:public Pointpublic:void InitR(float x,float y,float w,float h)InitP(x,y);W=w;H=h;float GetH()return H;float GetW()return W;private:float W,H;#include#include
5、 int main()Rectangle rect;rect.InitR(2,3,20,10);rect.Move(3,2);coutrect.GetX(),rect.GetY(),rect.GetH(),rect.GetW()endl;return 0;私有继承(private)v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成员在派生类中不可直接访问。v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。v通过派生类的对象不能直接访问基类中的任何成员。类成员的访问控制例7
6、-2 私有继承举例class Rectangle:private Pointpublic:void InitR(float x,float y,float w,float h)InitP(x,y);W=w;H=h;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:float W,H;类成员的访问控制#includ
7、e#include int main()Rectangle rect;rect.InitR(2,3,20,10);rect.Move(3,2);coutrect.GetX(),rect.GetY(),rect.GetH(),rect.GetW()endl;return 0;保护继承(protected)v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成员在派生类中不可直接访问。v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。v通过派生类的对象不能直接访问基类中的任何
8、成员。类成员的访问控制protected 成员的特点与作用v对建立其所在类对象的模块来说，它与 private成员的性质相同。v对于其派生类来说，它与public成员的性质相同。v既实现了数据隐藏，又方便继承，实现代码重用。类成员的访问控制例7-3 protected 成员举例class A protected:int x;int main()A a;a.x=5;类成员的访问控制class A protected:int x;class B:public A public:void Function();void B:Function()x=5;类型兼容规则（*）v类型兼容规则是指在需要基类对
9、象的任何地方，都可以使用公有派生类的对象来替代。具体表现在：v派生类的对象可以被赋值给基类对象。v派生类的对象可以初始化基类的引用。v派生类对象的地址可以赋给指向基类的指针变量。v通过基类对象名、指针只能使用派生类从基类继承过来的成员。vP219分析。类型兼容规则例7-4 类型兼容规则举例#include class B0 public:void display()coutB0:display()endl;类型兼容原则class B1:public B0 public:void display()coutB1:display()endl;class D1:public B1public:voi
10、d display()coutD1:display()display();void main()B0 b0;B1 b1;D1 d1;B0*p;p=&b0;fun(p);p=&b1;fun(p);p=&d1;fun(p);运行结果：B0:display()B0:display()B0:display()基类与派生类的对应关系v单继承v派生类只从一个基类派生。v多继承v派生类从多个基类派生。v多重派生v由一个基类派生出多个不同的派生类。v多层派生v派生类又作为基类，继续派生新的类。单继承与多继承多继承时派生类的声明方式class 派生类名:继承方式1 基类名1,继承方式2 基类名2，.派生类成员声
11、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。单继承与多继承多继承举例class A public:void setA(int);void showA();private:int a;class 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void A:setA(int x)a=x;void B:setB(int x)b=x;void C:
12、setC(int x,int y,int z)setA(x);setB(y);c=z;/其它函数实现略int main()C obj;obj.setA(5);obj.showA();obj.setC(6,7,9);obj.showC();obj.setB(6);obj.showB();return 0;派生类的构造函数v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。v定义派生类的构造函数时，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，由基类的构造函数完成。v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 单一继承时派生类的构造函数一般形式如下：
13、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)对本类新增成员进行初始化的赋值语句；派生类的构造、析构函数 单一继承时的构造函数举例#includeclass B public:B();B(int i);B();void Print()const;private:int b;派生类的构造、析构函数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:Pri
14、nt()const coutbendl;class C:public B public:C();C(int i,int j);C();void Print()const;private:int c;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;void main()C obj(5,6);
15、obj.Print();多继承时的构造函数 一般形式如下：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)对本类成员进行初始化的语句；派生类的构造、析构函数派生类与基类的构造函数v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。v若基类中未声明构造函数，派生类中也可以不声明，这时系统根据实际情况来调用缺省形式的构造函数。v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 多继承且有内嵌对象时的构造函数一般形
16、式如下：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)，对象数据成员的初始化 本类新增成员的初始化语句；派生类的构造、析构函数 派生类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 如果有对象成员，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 执行派生类的构造函数体中的内容。派生类的构造、析构函数例7-5 派生类构造函数举例#include class B1public:B1(int i)coutconstructing B1 iendl;class
17、B2 public:B2(int j)coutconstructing B2 jendl;class B3 public:B3()coutconstructing B3*endl;派生类的构造、析构函数class C:public B2,public B1,public B3 public:C(int a,int b,int c,int d):B1(a),memberB2(d),memberB1(c),B2(b)private:B1 memberB1;B2 memberB2;B3 memberB3;void main()C obj(1,2,3,4);运行结果：constructing B2 2
18、constructing B1 1constructing B3*constructing B1 3constructing B2 4constructing B3*派生类的拷贝构造函数v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。v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。例如:C:C(C&c1):B(c1)派生类的构造、析构函数 继承时的析构函数v基类的析构函数也不被继承，派生类自行声明和定义。v声明和定义方法与一般（无继承关系时）类的析构函数相同。v不需要显式地调用基类的析构函数，系统会自动隐式调用。v析构函数的调用次序与构
19、造函数相反。派生类的构造、析构函数例7-6 派生类析构函数举例派生类的构造、析构函数#include class B1 public:B1(int i)coutconstructing B1 iendl;B1()coutdestructing B1 endl;class B2public:B2(int j)coutconstructing B2 jendl;B2()coutdestructing B2 endl;class B3 public:B3()coutconstructing B3*endl;B3()coutdestructing B3 endl;class C:public B2,p
20、ublic 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;void main()C obj(1,2,3,4);例7-6 运行结果constructing B2 2constructing B1 1constructing B3*constructing B1 3constructing B2 4constructing B3*destructing B3destructing B2destru
21、cting B1destructing B3destructing B1destructing B2 派生类成员的标识与访问在类族层次结构中，如何标识和访问派生类及其对象的成员。派生类成员的访问属性：不可直接访问的成员。私有成员。保护成员。公有成员。派生类成员的标识与访问 同名隐藏规则(同名覆盖)当派生类与基类中有相同名称的成员时：v若未强行指明，则通过派生类对象使用的是派生类中的同名成员。v如要通过派生类对象访问基类中的同名成员，应使用成员名限定。v作用域分辨符:的一般使用形式v类名:数据成员名v类名:函数成员名(参数表)派生类成员的标识与访问例7-7 多继承同名隐藏举例派生类成员的标识与访
22、问#include class B1 public:int nV;void fun()coutMember of B1endl;class B2 public:int nV;void fun()coutMember of B2endl;class D1:public B1,public B2 public:int nV;void fun()coutMember of D1endl;void main()D1 d1;d1.nV=1;d1.fun();d1.B1:nV=2;d1.B1:fun();d1.B2:nV=3;d1.B2:fun();二义性问题v在多继承时，基类与派生类之间，或基类之间出现
23、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。v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二义性问题举例（1）class A public:void f();class B public:void f();void g();class C:public A,public B public:void g();void h();C c1;c1.f();c1.g();派生类成员的标识与访问 此例的解决方法v解决方法1：用类名来限定c1.A:f()或 c1.B:f()v
24、解决方法2：同名覆盖在C类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二义性问题举例（2）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C c;c.bc.B:b有二义性：c.B1:bc.B2:
25、b无二义性：无二义性：（另一个实例（另一个实例:p210程序）程序）虚基类v虚基类的引入v用于有共同间接基类的场合。v声明方法v以virtual修饰说明基类例：class B1:virtual public Bv作用v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.v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.v注意：v在第一级继承时就要将共同基类设计为虚基类。虚基类举例(1)class B public:int b;class B1:virtual public B private:int b1;class B2:virtual public B privat
26、e:int b2;class C:public B1,public B2 private:float d;C cobj;cobj.b=3;虚 基 类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 例7-8虚基类举例(2)虚 基 类D1int nV int nVdint B1:nV1int B2:nV2void fund()void fun()B1int nV1 B2int nV2 D1int nVd void fund()B0int nV fun()B0成员B1新增成员B0成员B2新增成员D1新增成员B0B0B1B2D1nV,fun()#incl
27、ude class B0 public:int nV;void fun()coutMember of B0endl;class B1:virtual public B0 public:int nV1;class B2:virtual public B0 public:int nV2;class D1:public B1,public B2 public:int nVd;void fund()coutMember of D1endl;void main()D1 d1;d1.nV=2;d1.fun();参看p213小型公司职员管理部分程序虚基类及其派生类构造函数v建立对象时所指定的类称为当时的最（
28、远）派生类。v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。v在整个继承结构中，直接或间接继承虚基类的所有派生类，都应该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。v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 类有虚基类时的构造函数举例 虚 基 类#include class B0 public:B0(int n)nV=n;int nV;void fun()coutMember of B0endl;class B1:virtual publi
29、c B0 public:B1(int a):B0(a)int nV1;class B2:virtual public B0 public:B2(int a):B0(a)int nV2;class D1:public B1,public B2public:D1(int a):B0(a),B1(a),B2(a)int nVd;void fund()coutMember of D1endl;void main()D1 d1(1);d1.nV=2;d1.fun();测试程序的编写主菜单.模块模块模块n模块11模块1n7.7综合举例一个小型公司的人员信息管理系统类的设计。画出类图（C/Y图）。建立工程。
30、添加类。添加成员函数和数据成员。测试程序的设计与编码。综合举例v注意析构函数的调用。v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。实例分析与设计(1)v声明一个基类Shape，在此基础上派生出Rectangle类和Circle类，二者都有Area()函数用来计算对象的面积。使用Rectangle类创建一个派生类Square。实例分析与设计(2)v任务1:从实验2中的people(人员)类派生出student(学生)类,添加属性:学院
31、,专业,班号,入学成绩,设计相应的成员函数(构造函数,拷贝构造函数,录入函数,显示函数)。v任务2:从people类派生出teacher（教师）类，添加属性：职务，部门，职称。并设计相应的成员函数。v任务3:从student类派生出graduate（研究生）类，添加属性：导师，研究方向。并设计相应的成员函数。v任务4:从graduate类和teacher类派生出TA（助教）类，注意虚基类的使用。并设计相应的成员函数。v任务5:编写程序来测试这个类。用vc开发工程的一般步骤类的设计。画出类图（C/Y图）。建立工程。添加类。添加成员函数和数据成员。测试程序的设计与编码。调试。实例分析与设计(2)v
32、任务1:从实验2中的people(人员)类派生出student(学生)类,添加属性:学院,专业,班号,入学成绩,设计相应的成员函数(构造函数,拷贝构造函数,录入函数,显示函数)。v任务2:从people类派生出teacher（教师）类，添加属性：职务，部门，职称。并设计相应的成员函数。v任务3:从student类派生出graduate（研究生）类，添加属性：导师，研究方向。并设计相应的成员函数。v任务4:从graduate类和teacher类派生出TA（助教）类，注意虚基类的使用。并设计相应的成员函数。v任务5:编写程序来测试这个类。本章小结类的继承与派生。派生新类的过程。类成员的访问控制。派生类的构造、析构函数。（不是必须要编写）类成员的标识与访问。（唯一和不唯一）