c++譚浩強(qiáng)教學(xué)第5章修訂.doc

第五章 繼承與派生51繼承與派生的概念（P150）一、為什么要使用繼承通過(guò)繼承的機(jī)制，可以利用已有的類來(lái)定義新的類，所定義的新類型擁有原來(lái)類型的屬性，同時(shí)還擁有新的屬性。繼承的目的在于實(shí)現(xiàn)代碼的重用。稱已存在用來(lái)生成新的類型的類為基類，而由已存在類派生出來(lái)的新類為派生類。派生類繼承了基類，即派生類中擁有基類中所有成員，并且派生類本身還擁有它自己的新成員。例如：已建有學(xué)生基本數(shù)據(jù)類 Studentclass Studentpublic: void display( ) coutnum: numendl; coutname: nameendl; coutsex: sexendl; private : int num; string name; char sex; 欲創(chuàng)建學(xué)生檔案類1 Student1class Student1public: void display( ) coutnum: numendl; coutname: nameendl; coutsex: sexendl; coutage: ageendl; coutaddress: addrendl; private : int num; string name; char sex;int age; string addr; 二、單繼承與多繼承一個(gè)派生類只有一個(gè)直接基類的情況，稱為單繼承，一個(gè)派生類同時(shí)有多個(gè)基類的情況，稱為多繼承。XYZABC 單繼承 多繼承5.2 派生類的聲明方式（P153）單繼承派生類的一般定義格式class 派生類名：繼承方式 基類名/派生類新增的數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)說(shuō)明：（1）三種繼承方式：公有繼承：class Student1:public Student/.;私有繼承：class Student1: private Student/.;保護(hù)繼承：class Student1: protected Student/.;例如：class Student1：public Studentpublic: void display1( ) coutage: ageendl; coutaddress: addrendl; private : int age; string addr; 5.3 派生類的構(gòu)成(p154) 基類 派生類成員函數(shù)Student類int num;string name;char sex;void display();Student1類int num;string name;char sex;void display();int age;string addr;void display1();繼承新增數(shù)據(jù)成員1. 派生類繼承了基類的所有成員;2. 增加新的成員；3. 改變現(xiàn)有成員的屬性和重新定義基類中已有的成員函數(shù)。5.4 派生類成員的訪問屬性*基類成員在派生類中的訪問屬性三種不同的繼承方式導(dǎo)致原來(lái)具有不同訪問屬性的基類的成員在派生類中具有不同的訪問屬性。在基類中的訪問屬性繼承方式在派生類中的訪問屬性privatepublic不可直接訪問privateprivate不可直接訪問privateprotected不可直接訪問publicpublicpublicpublicprivateprivatepublicprotectedprotectedprotectedpublicprotectedprotectedprivateprivateprotectedprotectedprotected從表中歸納出：（1）基類中的私有成員無(wú)論哪種繼承方式，基類中的私有成員在派生類中都不可直接訪問；（2）基類中的公用成員當(dāng)類的繼承方式為公用繼承時(shí)，基類中的所有公用成員在派生類中仍以公用成員的身份出現(xiàn)；當(dāng)類的繼承方式為私有繼承時(shí)，基類中的所有公用成員在派生類中都是以私有成員的身份出現(xiàn)；當(dāng)類的繼承方式為保護(hù)繼承時(shí)，基類中的所有公用成員在派生類中都是以保護(hù)成員的身份出現(xiàn)。（3）基類中的保護(hù)成員當(dāng)類的繼承方式為公用繼承時(shí)，基類中的所有保護(hù)成員在派生類中仍以保護(hù)成員的身份出現(xiàn)；當(dāng)類的繼承方式為私有繼承時(shí)，基類中的所有保護(hù)成員在派生類中都是以私有成員的身份出現(xiàn)；當(dāng)類的繼承方式為保護(hù)繼承時(shí)，基類中的所有保護(hù)成員在派生類中仍以保護(hù)成員的身份出現(xiàn)。5.4.1 公用繼承公有繼承的特點(diǎn)是：基類的公有成員和保護(hù)成員作為派生類的成員時(shí)，它們都保持原有的狀態(tài)，而基類的私有成員仍然是私有的，在派生類中是不可訪問的。例5.1 訪問公有基類的成員#include #include using namespace std;class Studentpublic: void get_value() cinnumnamesex; void display( ) coutnum: numendl; coutname: nameendl; coutsex: sexageaddr; void display_1() /coutnum: numendl; /企圖引用基類的私有成員，錯(cuò)誤 /coutname: nameendl; /企圖引用基類的私有成員，錯(cuò)誤 /coutsex: sexendl; /企圖引用基類的私有成員，錯(cuò)誤 coutage: ageendl; /引用派生類的私有成員，正確 coutaddress: addrendl;/引用派生類的私有成員，正確 private: int age; string addr; ;int main() Student1 stud1; stud1.get_value(); stud1.get_value_1(); stud1.display(); stud1.display_1(); return 0;例：5.2 公有繼承的訪問規(guī)則#includeclass base /聲明一個(gè)基類public: void setxy(int m,int n) x=m; y=n; void showxy() coutx=xendl; couty=yendl; private: int x; protected: int y;class A:public base /聲明derived為base的公有派生類public: void setxyz(int m,int n,int l) setxy(m,n); /ok z=l; void showxyz() coutx=xendl; /error couty=yendl; /ok coutz=zendl; private: int z;main() A obj; obj.setxyz(30,40,50); obj.showxy(); /ok obj.setxy(20,30); obj.showxyz(); return 0;說(shuō)明：（1） 在公有繼承時(shí)，基類中的公有成員和保護(hù)成員可以被派生類的成員函數(shù)訪問，基類中僅有公有成員才可被派生類的對(duì)象訪問；（2） 基類無(wú)論怎樣繼承，他的私有成員對(duì)派生類而言都是不能直接訪問的。表5.1 P1565.4.2 私有繼承（P158）私有繼承的特點(diǎn)是：每個(gè)成員，無(wú)論是public，protected還是private成員，在派生類中都是private成員，而且它們都不能再被派生類的子類所訪問。例5.3 P159例5.2#include #include using namespace std;class Studentpublic: void display( ) coutnum: numendl; coutname: nameendl; coutsex: sexendl; private : int num; string name; char sex; class Student1: private Studentpublic: void display_1() display(); coutage: ageendl; /引用派生類的私有成員，ok coutaddress:addrendl;/引用派生類的私有成員0k private: int age; string addr;int main() Student1 stud1;stud1.display(); /errorstud1.display_1(); /ok stud1.age=18; /errorreturn 0;說(shuō)明：私有繼承時(shí)，派生類的成員函數(shù)可以訪問基類中的公有成員和保護(hù)成員；但派生類的對(duì)象不能訪問基類中的任何成員。例54 保護(hù)成員以私有方式被繼承后的訪問屬性#includeclass base /聲明一個(gè)基類public: void seta(int sa) a=sa; void showa() couta=aendl; protected: int a;class A:private base public: void setab(int sa,int sb) a=sa; b=sb; void showab() couta=aendl; coutb=bendl; protected: int b;class B:private A public: void setabc(int sa,int sb,int sc) setab(sa,sb); c=sc; void showabc() couta=aendl; /error 可改為：showab(); coutb=bendl; /ok coutc=cendl; private: int c;void main() base op1; op1.seta(1); op1.showa(); A op2; op2.setab(2,3); op2.showab(); B op3; op3.setabc(4,5,6); op3.showabc(); 注意：由于私有派生類限制太多，使用不方便，一般不常使用。5.43 保護(hù)成員和保護(hù)繼承的訪問規(guī)則（P161）保護(hù)繼承的特點(diǎn)是：基類的所有公有成員和保護(hù)成員都成為派生類的保護(hù)成員，并且只能被它的派生類成員函數(shù)或友元訪問，而基類的私有成員仍然是私有的。例55保護(hù)繼承的訪問規(guī)則#includeclass base /聲明一個(gè)基類public: int z; void setx(int i) x=i; int getx() return x; private: int x; protected: int y;class A:protected base public: int p; void setall(int a,int b,int c,int d,int e,int f);void show();private:int m;protected:int n;void A :setall(int a,int b,int c,int d,int e,int f) x=a; /error,可改為: setx(a); y=b; /ok z=c; /ok m=d; n=e; p=f;void A :show()coutx=xendl; /error coutx=getx()endl; /okcouty=yendl; /ok coutz=zendl; coutm=mendl; coutn=nendl; void main() A obj; obj.setall(1,2,3,4,5,6); obj.show(); coutp=obj.pendl; 表5.3 P161說(shuō)明：保護(hù)成員和保護(hù)繼承方式的作用：三種繼承方式小結(jié)：（1）閱讀P162表5.4 （2）閱讀P162P163l 在派生類中，成員有四種不同的訪問屬性；l 類的成員在不同作用域中有不同的訪問屬性。例 5.6（P163例5.3）在派生類中引用保護(hù)成員include #include using namespace std;class Student /聲明基類public: /基類公用成員 void display( ); protected : /基類保護(hù)成員 int num; string name; char sex;void Student:display( ) coutnum: numendl; coutname: nameendl; coutsex: sexendl;class Student1: protected Student /用protected繼承方式聲明一個(gè)派生類public: void display1( ); private: int age; string addr;void Student1:display1( )coutnum: numendl; /引用基類的保護(hù)成員，合法 coutname: nameendl;/引用基類的保護(hù)成員，合法 coutsex: sexendl; /引用基類的保護(hù)成員，合法 coutage: ageendl; /引用派生類的私有成員，合法 coutaddress:addrendl;/引用派生類的私有成員,okint main( ) Student1 stud1; /stud1是派生類student2的對(duì)象 stud1.display1( ); /display是派生類中的公用成員函數(shù) return 0; 5.4.4 多級(jí)派生時(shí)的訪問屬性 （P164）例5.7 （P164例5.4）多級(jí)派生時(shí)的訪問屬性class A /基類 public: int i; protected: void f2(); int j; private: int k;class B: public A /public方式 public: void f3( ); protected: void f4(); private: int m;class C: protected B /protected方式 public: void f5(); private: int n;if2jkf3f4mf5n基類A公用保護(hù)保護(hù)私有公用派生類B公用保護(hù)保護(hù)不可訪問公用保護(hù)私有保護(hù)派生類C保護(hù)保護(hù)保護(hù)不可訪問保護(hù)保護(hù)不可訪問公用私有從表中可以看出：l 在派生類C的外面，只能訪問C的成員函數(shù)f5；l 派生類C的成員函數(shù)f5能訪問基類A的成員i、f2、j和派生類B的成員f3,f4；l 派生類B的成員函數(shù)f3能訪問基類A的成員i、f2、j.問題：私有成員k,m,n能被誰(shuí)訪問？結(jié)論：無(wú)論是哪一種繼承方式，在派生類中是不能訪問基類的私有成員，私有成員只能被本類的成員函數(shù)所訪問。55 派生類的構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)551 簡(jiǎn)單的派生類的構(gòu)造函數(shù)的構(gòu)造原則（簡(jiǎn)單的派生類:只有一個(gè)基類，只有一級(jí)派生，不包含子對(duì)象）簡(jiǎn)單的派生類構(gòu)造函數(shù)的一般格式：派生類名（總參數(shù)表列）：基類名（參數(shù)表列） 派生類中新增數(shù)據(jù)成員初始化語(yǔ)句 例5.8 （P167例5.5）簡(jiǎn)單的派生類的構(gòu)造函數(shù)#include #includeusing namespace std;class Student /聲明基類public: /公用部分 Student(int n,string nam,char s ) /基類構(gòu)造函數(shù) num=n; name=nam; sex=s; Student( ) /基類析構(gòu)函數(shù) protected: /保護(hù)部分 int num; string name; char sex ; /基類析構(gòu)函數(shù);class Student1: public Student /聲明公用派生類studentpublic: Student1(int n,string nam,char s,int a,string ad ) : Student(n,nam,s) /派生類構(gòu)造函數(shù) age=a; /在函數(shù)體中只對(duì)派生類新增的數(shù)據(jù)成員初始化 addr=ad; void show( ) coutnum: numendl; coutname: nameendl; coutsex: sexendl; coutage: ageendl; coutaddress: addrendlendl; Student1( ) /派生類析構(gòu)函數(shù) private: /派生類的私有部分 int age; string addr; ;int main( ) Student1 stud1(10010,Wang-li,f,19,115 Beijing Road,Shanghai ); Student1 stud2(10011,Zhang-fun,m,21,213 Shanghai Road,Beijing ); stud1.show( ); /輸出第一個(gè)學(xué)生的數(shù)據(jù) stud2.show( ); /輸出第二個(gè)學(xué)生的數(shù)據(jù) return 0;說(shuō)明：（1）在建立一個(gè)派生類對(duì)象時(shí)，執(zhí)行派生類構(gòu)造函數(shù)的順序?yàn)椋合日{(diào)用基類構(gòu)造函數(shù)，再執(zhí)行派生類構(gòu)造函數(shù)本身；（2）在類中對(duì)派生類構(gòu)造函數(shù)僅作聲明時(shí)，不包括基類構(gòu)造函數(shù)名及其參數(shù)表列，只在類外定義函數(shù)時(shí)才將其列出；例如：類內(nèi)聲明：Student1(int n,string nam,char s,int a,string ad ) ；類外定義：Student1(int n,string nam,char s,int a,string ad ) : Student(n,nam,s) age=a; /在函數(shù)體中只對(duì)派生類新增的數(shù)據(jù)成員初始化 addr=ad;（3）派生類構(gòu)造函數(shù)也可采用參數(shù)列表的形式，例如：Student1(int n,string nam,char s,int a,string ad ) : Student(n,nam,s)，age(a), addr(ad) 552 有子對(duì)象的派生類的構(gòu)造函數(shù)的構(gòu)造原則（P169）（有子對(duì)象的派生類: 新增的某個(gè)數(shù)據(jù)成員又是一個(gè)類的對(duì)象 ）有子對(duì)象的派生類構(gòu)造函數(shù)的一般格式：派生類名（總參數(shù)表列）：基類名（參數(shù)表列），子對(duì)象名（參數(shù)表列） 派生類中新增數(shù)據(jù)成員初始化語(yǔ)句 例5.9 （P170例5.6）包含子對(duì)象的派生類的構(gòu)造函數(shù)（在派生類Student1中增加“班長(zhǎng)”一項(xiàng)，即學(xué)生數(shù)據(jù)中包含他們的班長(zhǎng)的姓名和其他基本情況，而班長(zhǎng)本身也是學(xué)生，屬于Student類）#include #include using namespace std;class Student /聲明基類 public: /公用部分 Student(int n,string nam) /基類構(gòu)造函數(shù) num=n; name=nam; void display() /輸出基類數(shù)據(jù)成員 coutnum:numendlname:nameendl; protected: /保護(hù)部分 int num; string name;class Student1: public Student/用public繼承方式聲明派生類studentpublic: Student1(int n,string nam,int n1,string nam1,int a,string ad) :Student(n,nam),monitor(n1,nam1)/派生類構(gòu)造函數(shù) age=a; /在此處只對(duì)派生類新增的數(shù)據(jù)成員初始化 addr=ad; void show( ) coutThis student is:endl; display(); /輸出num和name coutage: ageendl; coutaddress: addrendlendl; void show_monitor() /輸出子對(duì)象的數(shù)據(jù)成員 coutendlClass monitor is:endl; monitor.display(); /調(diào)用基類成員函數(shù) private: /派生類的私有數(shù)據(jù) Student monitor; /定義子對(duì)象(班長(zhǎng)) int age; string addr; ;int main( ) Student1 stud1(10010,Wang-li,10001,Li-sun,19,115 Beijing Road,Shanghai); stud1.show( ); /輸出第一個(gè)學(xué)生的數(shù)據(jù)stud1.show_monitor(); /輸出子對(duì)象的數(shù)據(jù) return 0;說(shuō)明：（1）在建立一個(gè)含有子對(duì)象的派生類對(duì)象時(shí)，執(zhí)行派生類構(gòu)造函數(shù)的順序?yàn)椋簂 調(diào)用基類構(gòu)造函數(shù)，對(duì)基類數(shù)據(jù)成員初始化；l 調(diào)用子對(duì)象構(gòu)造函數(shù)，對(duì)子對(duì)象數(shù)據(jù)成員初始化；l 再執(zhí)行派生類構(gòu)造函數(shù)本身,對(duì)派生類新增數(shù)據(jù)成員初始化（2）派生類構(gòu)造函數(shù)的總參數(shù)表列中的參數(shù)，應(yīng)當(dāng)包括基類構(gòu)造函數(shù)和子對(duì)象的參數(shù)表列中的參數(shù)；（3）如果有多個(gè)子對(duì)象，則在派生類構(gòu)造函數(shù)中應(yīng)列出每一個(gè)子對(duì)象名及其參數(shù)表列。553 多層派生類時(shí)的構(gòu)造函數(shù)每一層派生類的構(gòu)造函數(shù)只需列出直接基類的構(gòu)造函數(shù)即可。例5.10（P172例5.7）多級(jí)派生情況下派生類的構(gòu)造函數(shù)#include #includeusing namespace std;class Student /聲明基類public: /公用部分 Student(int n, string nam ) /基類構(gòu)造函數(shù) num=n; name=nam; void display() /輸出基類數(shù)據(jù)成員 coutnum:numendl; coutname:nameendl; protected: /保護(hù)部分 int num; /基類有兩個(gè)數(shù)據(jù)成員 string name;class Student1: public Student /聲明公用派生類Student1public: /下面是派生類構(gòu)造函數(shù) Student1(int n,string nam,int a):Student(n,nam) age=a; /在此處只對(duì)派生類新增的數(shù)據(jù)成員初始化 void show( ) /輸出num，name和age display(); /輸出num和name coutage: ageendl; private: /派生類的私有數(shù)據(jù) int age; /增加一個(gè)數(shù)據(jù)成員;class Student2:public Student1 /聲明間接公用派生類student2public: /下面是間接派生類構(gòu)造函數(shù) Student2(int n,string nam,int a,int s):Student1(n,nam,a) score=s; void show_all() /輸出全部數(shù)據(jù)成員 show(); /輸出num和name coutscore:scoreendl; /輸出age private: int score; /增加一個(gè)數(shù)據(jù)成員 ;int main( ) Student2 stud(10010,Li,17,89); stud.show_all( ); /輸出學(xué)生的全部數(shù)據(jù) return 0;分析：建立Student2派生類對(duì)象stud的構(gòu)造函數(shù)執(zhí)行順序。調(diào)用：Student(n,nam)；初始化基類數(shù)據(jù)成員num,name; 調(diào)用：Student1(n,nam,a);初始化Student1類中的數(shù)據(jù)成員age;再初始化Student2類中的數(shù)據(jù)成員score。554 派生類構(gòu)造函數(shù)的特殊形式（P175） 閱讀：P175554 派生類的析構(gòu)函數(shù)（P175）例511基類和派生類構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的執(zhí)行順序#includeclass basepublic: base() cout基類的構(gòu)造函數(shù)endl; base() cout基類的析構(gòu)函數(shù)endl; ;class derive:public base public: derive() cout派生類的構(gòu)造函數(shù)endl; derive() cout派生類的析構(gòu)函數(shù)endl; ;main() derive op; return 0;說(shuō)明：構(gòu)造函數(shù)的執(zhí)行順序：基類構(gòu)造函數(shù)-子對(duì)象類構(gòu)造函數(shù)（如果有子對(duì)象類）-派生類構(gòu)造函數(shù)析構(gòu)函數(shù)的執(zhí)行順序： 派生類構(gòu)造函數(shù)-子對(duì)象類構(gòu)造函數(shù)（如果有子對(duì)象類）-基類構(gòu)造函數(shù)56 多繼承（P176）561 多繼承的聲明多繼承與單繼承的區(qū)別僅在于它們基類的個(gè)數(shù)，有兩個(gè)或兩個(gè)以上的基類的派生類稱為多繼承派生類。例如： 玩具車玩具車多繼承派生類的定義一般格式：class 派生類名：繼承方式1 基類名1，。繼承方式n 基類名n/派生類新增的數(shù)據(jù)成員和函數(shù)成員注：多繼承的訪問規(guī)則與單繼承相同例：5.12 多繼承情況下的訪問特性#includeclass Apublic: void setA(int x) a=x; void printA() couta=aendl; private: int a;class Bpublic: void setB(int x) b=x; void printB( ) coutb=bendl; private: int b;class C: public A,private Bpublic: void setC(int x,int y) c=x; setB(y); void printC() printB(); coutc=cendl; private: int c;int main() C obj; obj.setA(3); obj.printA(); obj.setB(4); /error C對(duì)B是私有繼承 obj.printB(); /error C對(duì)B是私有繼承 obj.setC(6,8); obj.printC(); return 0;562 多繼承派生類的構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)1 多繼承的構(gòu)造函數(shù)的一般形式派生類名（參數(shù)總表）：基類名1（參數(shù)表1），基類名2（參數(shù)表2），。基類名n（參數(shù)表n）/派生類新增數(shù)據(jù)成員的初始化語(yǔ)句說(shuō)明：多繼承派生類的構(gòu)造函數(shù)與單繼承派生類的構(gòu)造函數(shù)相似，它必須同時(shí)負(fù)責(zé)該派生類所有基類構(gòu)造函數(shù)的調(diào)用，同時(shí)，派生類的參數(shù)個(gè)數(shù)必須包含完成所有基類初始化所需的參數(shù)個(gè)數(shù)。例513 多繼承中構(gòu)造函數(shù)的定義方法#includeclass base1public: base1(int sx) /基類base1的構(gòu)造函數(shù) x=sx; int getx() return x; private: int x;class base2public: base2(int sy) /基類base1的構(gòu)造函數(shù) y=sy; int gety() return y; private: int y;class derived:public base1,private base2 public: derived(int sx,int sy,int sz):base1(sx),base2(sy) z=sz ; int getz() return z; int gety() return base2:gety(); private: int z;int main() derived obj(1,3,5); int ma=obj.getx(); coutx=maendl; int mb=obj.gety(); couty=mbendl; int mc=obj.getz(); coutz=mcendl; return 0; 例514（P176例5.8） 多繼承的應(yīng)用#include #include using namespace std;class Teacher /聲明Teacher(教師)類public: /公用部分 Teacher(string nam,int a,string t)/構(gòu)造函數(shù) name=nam; age=a;title=t; /職稱 void display() /輸出教師有關(guān)數(shù)據(jù) coutname:nameendl; coutageageendl; couttitle:titleendl; protected: /保護(hù)部分 string name; int age; string title; /職稱;class Student /聲明類Student(學(xué)生)public: Student(string nam,char s,float sco) name1=nam; sex=s; score=sco; /構(gòu)造函數(shù) void display1() /輸出學(xué)生有關(guān)數(shù)據(jù) coutname:name1endl; coutsex:sexendl; coutscore:scoreendl; protected: /保護(hù)部分 string name1; char sex; float score; /成績(jī) ;class Graduate:public Teacher,public Student /聲明多重繼承的派生類Graduate研究生public: /聲明多重繼承的派生類Graduate的構(gòu)造函數(shù) Graduate(string nam,int a,char s,string t,float sco,float w): Teacher(nam,a,t),Student(nam,s,sco),wage(w) void show( ) /輸出人員的有關(guān)數(shù)據(jù) coutname:nameendl; coutage:ageendl; coutsex:sexendl; coutscore:scoreendl; couttitle:titleendl; coutwages:wageendl; private: float wage; /工資;int main( ) Graduate grad1(Wang-li,24,f,assistant,89.5,1234.5); grad1.show( ); return 0;2多繼承的構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)的執(zhí)行順序先執(zhí)行所有基類的構(gòu)造函數(shù)，再執(zhí)行派生類本身的構(gòu)造函數(shù)，包含子對(duì)象在內(nèi)，其中，多個(gè)基類構(gòu)造函數(shù)的執(zhí)行順序取決于定義派生類時(shí)所指定的多個(gè)基類的順序。析構(gòu)函數(shù)的執(zhí)行順序則與構(gòu)造函數(shù)的執(zhí)行順序相反。563 多繼承的“二義性”問題當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)基類中有相同的成員名稱時(shí)，即出現(xiàn)了“二義性”問題，編譯器將無(wú)法理解使用的是哪個(gè)成員。例515：多繼承中的“二義性”問題#includeclass father public:void disp() cout”姓名：李明“endl;class mo