C++解析六-继承
面向对象程序设计中最重要的一个概念是继承。继承允许我们依据另一个类来定义一个类,这使得创建和维护一个应用程序变得更容易。这样做,也达到了重用代码功能和提高执行时间的效果。
当创建一个类时,您不需要重新编写新的数据成员和成员函数,只需指定新建的类继承了一个已有的类的成员即可。这个已有的类称为基类,新建的类称为派生类。
继承代表了 is a 关系。例如,哺乳动物是动物,狗是哺乳动物,因此,狗是动物,等等。
基类 & 派生类
一个类可以派生自多个类,这意味着,它可以从多个基类继承数据和函数。定义一个派生类,我们使用一个类派生列表来指定基类。类派生列表以一个或多个基类命名,形式如下:
- class derived-class: access-specifier base-class
其中,访问修饰符 access-specifier 是 public、protected 或 private 其中的一个,base-class 是之前定义过的某个类的名称。如果未使用访问修饰符 access-specifier,则默认为 private。
假设有一个基类 Shape,Rectangle 是它的派生类,如下所示:
- #include <iostream>
- using namespace std;
- // 基类
- class Shape
- {
- public:
- void setWidth(int w)
- {
- width = w;
- }
- void setHeight(int h)
- {
- height = h;
- }
- protected:
- int width;
- int height;
- };
- // 派生类
- class Rectangle: public Shape
- {
- public:
- int getArea()
- {
- return (width * height);
- }
- };
- int main(void)
- {
- Rectangle Rect;
- Rect.setWidth();
- Rect.setHeight();
- // 输出对象的面积
- cout << "Total area: " << Rect.getArea() << endl;
- return ;
- }
编译输出:
- kevin@kevin-virtual-machine:~/Documents/Test/C++/six$ ./jicheng
- Total area:
访问控制和继承
派生类可以访问基类中所有的非私有成员。因此基类成员如果不想被派生类的成员函数访问,则应在基类中声明为 private。
我们可以根据访问权限总结出不同的访问类型,如下所示:
访问 | public | protected | private |
同一个类 | yes | yes | yes |
派生类 | yes | yes | no |
外部的类 | yes | no | no |
一个派生类继承了所有的基类方法,但下列情况除外:
基类的构造函数、析构函数和拷贝构造函数。
基类的重载运算符。
基类的友元函数。
继承类型
当一个类派生自基类,该基类可以被继承为 public、protected 或 private 几种类型。继承类型是通过上面讲解的访问修饰符 access-specifier 来指定的。
我们几乎不使用 protected 或 private 继承,通常使用 public 继承。当使用不同类型的继承时,遵循以下几个规则:
公有继承(public):当一个类派生自公有基类时,基类的公有成员也是派生类的公有成员,基类的保护成员也是派生类的保护成员,基类的私有成员不能直接被派生类访问,但是可以通过调用基类的公有和保护成员来访问。
保护继承(protected): 当一个类派生自保护基类时,基类的公有和保护成员将成为派生类的保护成员。
私有继承(private):当一个类派生自私有基类时,基类的公有和保护成员将成为派生类的私有成员。
多继承
多继承即一个子类可以有多个父类,它继承了多个父类的特性。
C++ 类可以从多个类继承成员,语法如下:
- class <派生类名>:<继承方式1><基类名1>,<继承方式2><基类名2>,…
- {
- <派生类类体>
- };
其中,访问修饰符继承方式是 public、protected 或 private 其中的一个,用来修饰每个基类,各个基类之间用逗号分隔,如上所示。现在让我们一起看看下面的实例:
- #include <iostream>
- using namespace std;
- // 基类 Shape
- class Shape
- {
- public:
- void setWidth(int w)
- {
- width = w;
- }
- void setHeight(int h)
- {
- height = h;
- }
- protected:
- int width;
- int height;
- };
- // 基类 PaintCost
- class PaintCost
- {
- public:
- int getCost(int area)
- {
- return area * ;
- }
- };
- // 派生类
- class Rectangle: public Shape, public PaintCost
- {
- public:
- int getArea()
- {
- return (width * height);
- }
- };
- int main(void)
- {
- Rectangle Rect;
- int area;
- Rect.setWidth();
- Rect.setHeight();
- area = Rect.getArea();
- // 输出对象的面积
- cout << "Total area: " << Rect.getArea() << endl;
- // 输出总花费
- cout << "Total paint cost: $" << Rect.getCost(area) << endl;
- return ;
- }
编译输出:
- kevin@kevin-virtual-machine:~/Documents/Test/C++/six$ ./jicheng2
- Total area:
- Total paint cost: $
另外多继承(环状继承),A->D, B->D, C->(A,B),例如:
- class D{......};
- class B: public D{......};
- class A: public D{......};
- class C: public B, public A{.....};
这个继承会使D创建两个对象,要解决上面问题就要用虚拟继承格式
格式:class 类名: virtual 继承方式 父类名
- class D{......};
- class B: virtual public D{......};
- class A: virtual public D{......};
- class C: public B, public A{.....};
虚继承--(在创建对象的时候会创建一个虚表)在创建父类对象的时候
- A:virtual public D
- B:virtual public D
实例:
- #include <iostream>
- using namespace std;
- //基类
- class D
- {
- public:
- D(){cout<<"D()"<<endl;}
- ~D(){cout<<"~D()"<<endl;}
- protected:
- int d;
- };
- class B:virtual public D
- {
- public:
- B(){cout<<"B()"<<endl;}
- ~B(){cout<<"~B()"<<endl;}
- protected:
- int b;
- };
- class A:virtual public D
- {
- public:
- A(){cout<<"A()"<<endl;}
- ~A(){cout<<"~A()"<<endl;}
- protected:
- int a;
- };
- class C:public B, public A
- {
- public:
- C(){cout<<"C()"<<endl;}
- ~C(){cout<<"~C()"<<endl;}
- protected:
- int c;
- };
- int main()
- {
- cout << "Hello World!" << endl;
- C c; //D, B, A ,C
- cout<<sizeof(c)<<endl;
- return ;
- }
编译输出:
- kevin@kevin-virtual-machine:~/Documents/Test/C++/six$ ./jicheng3
- Hello World!
- D()
- B()
- A()
- C()
- ~C()
- ~A()
- ~B()
- ~D()
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