第7章 繼承和派生
【考點(diǎn)一】 繼承與派生
1、基本概念派生類從基類繼承了各種成員的關(guān)系就稱為繼承。類的繼承是新的類從已有類那里得到已有的特性。從已有的類產(chǎn)生新類的過(guò)程就是類的派生。在繼承過(guò)程中,原有的類或已經(jīng)存在的用來(lái)派生新類的類稱為基類或父類,而由已經(jīng)存在的類派生出的新類則稱為派生類或子類。從派生類的角度,根據(jù)它所擁有的基類數(shù)目不同,可以分為單繼承和多繼承。一個(gè)類只有一個(gè)直接基類時(shí),稱為單繼承;而一個(gè)類同時(shí)有多個(gè)直接基類時(shí),則稱為多繼承。從上面的描述可知,任何一個(gè)類都可以派生出一個(gè)新類,派生類也可以再派生出新類,因此,基類和派生類是相對(duì)而言的,一個(gè)基類可以是另一個(gè)基類的派生類,從而形成了復(fù)雜的繼承結(jié)構(gòu),出現(xiàn)了類的層次。基類與派生類之間的關(guān)系如下:(1)基類是對(duì)派生類的抽象,派生類是對(duì)基類的具體化;惓槿×怂呐缮惖墓蔡卣,而派生類通過(guò)增加信息將抽象的基類變?yōu)槟撤N有用的類型,派生類是基類定義的延續(xù)。(2)派生類是基類的組合。多繼承可以看作是多個(gè)單繼承的簡(jiǎn)單組合。(3)公有派生類的對(duì)象可以作為基類的對(duì)象處理。這一點(diǎn)與類聚集(成員對(duì)象)是不同的,在類聚集(成員對(duì)象)中,一個(gè)類的對(duì)象只能擁有作為其成員的其他類的對(duì)象,但不能作為其他類對(duì)象而使用。
2、派生類的定義與構(gòu)成定義派生類的一般格式如下:class<派生類名>:<繼承方式1><基類名1>,
<繼承方式2><基類名2>,
……,
<繼承方式n><基類名n>{<派生類新定義成員>};其中,<基類名>是已有的類的名稱,<派生類名>是繼承原有類的特性而生成的新類的名稱。單繼承時(shí),只需定義一個(gè)基類;多繼承時(shí),需同時(shí)定義多個(gè)基類。<繼承方式>即派生類的訪問(wèn)控制方式,用于控制基類中聲明的成員在多大的范圍內(nèi)能被派生類的用戶訪問(wèn)。每一個(gè)繼承方式,只對(duì)緊隨其后的基類進(jìn)行限定。繼承方式包括3種:公有繼承(public)、私有繼承(private)和保護(hù)繼承(protected)。如果不顯式地給出繼承方式,缺省的類繼承方式是私有繼承private。派生類新定義成員是指除了從基類繼承來(lái)的所有成員之外,新增加的數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)。在一個(gè)派生類中,其成員由兩部分構(gòu)成:一部分是從基類繼承得到的,另一部分是自己定義的新成員,所有這些成員仍然分為公有(public)、私有(private)和保護(hù)(protected)三種訪問(wèn)屬性。其中,從基類繼承下來(lái)的全部成員構(gòu)成派生類的基類部分,這部分的私有成員是派生類不能直接訪問(wèn)的,公有成員和保護(hù)成員則是派生類可以直接訪問(wèn)的,但是它們?cè)谂缮愔械脑L問(wèn)屬性將隨著派生類對(duì)基類的繼承方式而改變。派生類繼承了基類的全部數(shù)據(jù)成員和除了構(gòu)造、析構(gòu)函數(shù)之外的全部成員函數(shù),但是這些成員在派生類中的訪問(wèn)屬性在派生的過(guò)程中是可以調(diào)整的,繼承方式控制了基類中具有不同訪問(wèn)屬性的成員在派生類中的訪問(wèn)屬性;惖某蓡T有公有(public)、保護(hù)(protected)和私有(private)三種訪問(wèn)屬性,類的繼承方式也有公有繼承(public)、保護(hù)繼承(protected)和私有繼承(private)三種。不同的繼承方式,導(dǎo)致具有不同訪問(wèn)屬性的基類成員在派生類中具有了新的訪問(wèn)屬性。(1)基類中的私有成員在派生類中是隱藏的,只能在基類內(nèi)部訪問(wèn)。(2)派生類中的成員不能訪問(wèn)基類中的私有成員,可以訪問(wèn)基類中的公有成員和保護(hù)成員。此時(shí)派生類對(duì)基類中各成員的訪問(wèn)能力與繼承方式無(wú)關(guān),但繼承方式將影響基類成員在派生類中的訪問(wèn)控制屬性,基類中公有成員和保護(hù)成員在派生類中的訪問(wèn)控制屬性將隨著繼承方式而改變:派生類從基類公有繼承時(shí),基類的公有成員和保護(hù)成員在派生類中仍然是公有成員和保護(hù)成員;派生類從基類私有繼承時(shí),基類的公有成員和保護(hù)成員在派生類中都改變?yōu)樗接谐蓡T ;派生類從基類保護(hù)繼承時(shí),基類的公有成員在派生類中改變?yōu)楸Wo(hù)成員,基類的保護(hù)成員在派生類中仍為保護(hù)成員。
【考點(diǎn)二】 派生類的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)
1、派生類的數(shù)據(jù)成員由所有基類的數(shù)據(jù)成員與派生類新增的數(shù)據(jù)成員共同組成,如果派生類新增成員中包括其他類的對(duì)象(成員對(duì)象),派生類的數(shù)據(jù)成員中實(shí)際上還間接包括了這些對(duì)象的數(shù)據(jù)成員。因此,構(gòu)造派生類的對(duì)象時(shí),必須對(duì)基類數(shù)據(jù)成員、新增成員對(duì)象的數(shù)據(jù)成員和新增的其他數(shù)據(jù)成員進(jìn)行初始化。派生類的構(gòu)造函數(shù)必須要以合適的初值作為參數(shù),隱含調(diào)用基類和新增成員對(duì)象的構(gòu)造函數(shù),用以初始化它們各自的數(shù)據(jù)成員,然后再對(duì)新增的其他數(shù)據(jù)成員進(jìn)行初始化。派生類構(gòu)造函數(shù)的一般格式如下:<派生類名>::<派生類名>(<總參數(shù)表>):<基類名1>(參數(shù)表1),……
<基類名n>(<參數(shù)表n>),
<成員對(duì)象名1>(<參數(shù)表n+1>),……,
<成員對(duì)象名m>(<參數(shù)表n+m>){<派生類構(gòu)造函數(shù)體>}派生類的構(gòu)造函數(shù)名與類名相同。在構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)表中,給出了初始化基類數(shù)據(jù)、成員對(duì)象數(shù)據(jù)以及新增的其他數(shù)據(jù)成員所需要的全部參數(shù)。在參數(shù)表之后,列出需要使用參數(shù)進(jìn)行初始化的基類名和成員對(duì)象名以及各自的參數(shù)名,各項(xiàng)之間使用逗號(hào)分隔。注意對(duì)基類成員和新增成員對(duì)象的初始化必須在成員初始化列表中進(jìn)行。當(dāng)派生類有多個(gè)基類時(shí),處于同一層次的各個(gè)基類的構(gòu)造函數(shù)的調(diào)用順序取決于定義派生類時(shí)聲明的順序(自左向右),而與在派生類構(gòu)造函數(shù)的成員初始化列表中給出的順序無(wú)關(guān)。如果派生類的基類也是一個(gè)派生類,則每個(gè)派生類只需負(fù)責(zé)它的直接基類的構(gòu)造,依次上溯。當(dāng)派生類中有多個(gè)成員對(duì)象時(shí),各個(gè)成員對(duì)象構(gòu)造函數(shù)的調(diào)用順序也取決于在派生類中定義的順序(自上而下),而與在派生類構(gòu)造函數(shù)的成員初始化列表中給出的順序無(wú)關(guān)。建立派生類對(duì)象時(shí),構(gòu)造函數(shù)的執(zhí)行順序如下:(1)執(zhí)行基類的構(gòu)造函數(shù),調(diào)用順序按照各個(gè)基類被繼承時(shí)聲明的順序(自左向右);(2)執(zhí)行成員對(duì)象的構(gòu)造函數(shù),調(diào)用順序按照各個(gè)成員對(duì)象在類中聲明的順序(自上而下);(3)執(zhí)行派生類的構(gòu)造函數(shù)。派生類的構(gòu)造函數(shù)只有在需要的時(shí)候才必須定義。派生類構(gòu)造函數(shù)提供了將參數(shù)傳遞給基類構(gòu)造函數(shù)的途徑,以保證在基類進(jìn)行初始化時(shí)能夠獲得必要的數(shù)據(jù)。因此,如果基類的構(gòu)造函數(shù)定義了一個(gè)或多個(gè)參數(shù)時(shí),派生類必須定義構(gòu)造函數(shù)。如果基類中定義了缺省構(gòu)造函數(shù)或根本沒(méi)有定義任何一個(gè)構(gòu)造函數(shù)(此時(shí),由編譯器自動(dòng)生成缺省構(gòu)造函數(shù))時(shí),在派生類構(gòu)造函數(shù)的定義中可以省略對(duì)基類構(gòu)造函數(shù)的調(diào)用,即省略"<基類名>(<參數(shù)表>)"。成員對(duì)象的情況與基類相同。當(dāng)所有的基類和成員對(duì)象的構(gòu)造函數(shù)都可以省略,并且也可以不在成員初始化列表中對(duì)其他數(shù)據(jù)成員進(jìn)行初始化時(shí),可以省略派生類構(gòu)造函數(shù)的成員初始化列表。
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