c++課件第十一章繼承與派生

1、第11章 繼承和派生11.1繼承與派生的概念 圖11.1 圖11.2本書中的約定,箭頭表示繼承的方向,從派生類指向基類。圖11.3圖11.4圖11.511.2派生類的聲明方式class Studentpublic:void get_value()cinnumnamesex;void display( )coutnum: numendl;coutname: nameendl;coutsex: sexageaddr;void display_1()coutage:ageendl; coutaddress: addrendl;private: int age; string addr;繼承方式有：p

2、ublic(公有),private(私有),protected(保護)11.3派生類的構成 圖11.611.4派生類成員的訪問屬性11.4.1公用繼承 例11.1公有繼承實例。#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，錯誤 /

3、coutname: nameendl; /企圖引用基類的私有成員，錯誤 /coutsex: sexendl; /企圖引用基類的私有成員，錯誤 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;1001 huang F 18 Beijing

4、num: 1001name: huangsex: Fage: 18address: Beijing#includeclass Locationprivate: int X,Y;public:int GetX()return X;int GetY()return Y;int Z;protected:int P;class Rectangle:public Locationprivate: int Height,Width;public:/int GetHH()X=5;return Height;/在公有派生中基類的私有成員在派生類中是不可訪問的 int GetH()coutGetX()endl;

5、Z=88;return Height;/在公有派生中基類的公有成員在派生類中還是公有成員int GetW()P=55;return Width;/在公有派生中基類的保護成員在派生類中還是保護成員;class test:public Rectanglevoid fun2()P=89;/P在test類中是可訪問的void fun1()Z=66;/Z在test類中是可訪問的;void fun()Rectangle r; /定義對象rint Xvalue=r.GetX(); /使用基類返回r的X值int h=r.GetH(); /通過派生類返回r的H值r.Z=99; /在公有派生中基類的公有成員在/派

6、生類中還是公有成員 r.P=109;/在公有派生中基類的保護成員/在派生類中還是保護成員void main()fun();11.4.2私有繼承 圖11.7例11.2 私有繼承實例#include #include using namespace std;#include #include using namespace std;class Studentpublic:void display( ) coutnum: numendl;coutname: nameendl;coutsex: sexendl;private :int num;string name;char sex; class S

7、tudent1: private Studentpublic:void display_1() display();/調用基類公有成員函數，/在派生類中成為私有成員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.display();/錯誤stud1.display_1();return 0;#includeclass Locationprivate: int X,Y;public:i

8、nt GetX()return X;int GetY()return Y;int Z;protected:int P;class Rectangle:private Locationprivate: int Height,Width;public:/int GetHH()X=5;return Height;/在私有派生中基類的私有成員在派生類中是不可訪問的int GetH()coutGetX()endl;Z=88;return Height;/在私有派生中基類的公有成員在派生類中是私有成員int GetW()P=55;return Width;/在私有派生中基類的保護成員在派生類中是私有成員;

9、class test:public Rectangle/void fun2()P=89;/P在test類中是不可訪問的/void fun1()Z=66;/Z在test類中是不可訪問的;void fun()Rectangle r; /定義對象r/int Xvalue=r.GetX(); /使用基類返回r的X值int h=r.GetH(); /通過派生類返回r的H值 /r.Z=99;/在私有派生中基類的公有成員在派生類中是私有成員/r.P=109;/在私有派生中基類的保護成員在派生類中還是私有成員void main()fun();11.4.3保護成員和保護繼承例11.3在派生類中引用保護成員。#i

10、nclude #include using namespace std;class Student /聲明基類public: /基類公用成員 void display( );protected : /基類保護成員 int num; string name; char sex;void Student:display( )coutnum: numendl; coutname: nameendl; coutsex: sexendl;class Student1: protected Student /用protected繼承方式聲明一個派生類public:void display1( );priv

11、ate:int age; string addr;void Student1:display1( )coutnum: numendl; /引用基類的保護成員，合法 coutname: nameendl;/引用基類的保護成員，合法 coutsex: sexendl;/引用基類的保護成員，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，合法int main( )Student1 stud1; /stud1是派生類student2的對象stud1.display1( );/display是派生類中的保護成員函數

12、return 0;#includeclass Locationprivate: int X,Y;public:int GetX()return X;int GetY()return Y;int Z;protected:int P;class Rectangle:protected Locationprivate: int Height,Width;public:/int GetHH()X=5;return Height;/在保護派生中基類的私有成員在派生類中是不可訪問的int GetH()coutGetX()endl;Z=88;return Height;/在保護派生中基類的公有成員在派生類中

13、是保護的int GetW()P=55;return Width;/在保護派生中基類的保護成員在派生類中是保護的;class test:public Rectanglevoid fun2()P=89;void fun1()Z=66;class test_test:public testvoid fun3()P=89;/證明P是保護的void fun4()Z=66;/證明Z是保護的;void fun()Rectangle r; /定義對象rint h=r.GetH(); /通過派生類返回r的H值 /r.Z=99;/在保護派生中基類的公有成員在派生類中是保護的 /r.P=109;/在保護派生中基類的

14、公有成員在派生類中是保護的void main()fun();test t1;/t1.P=90;/錯誤證明P不是公有的/t1.Z=79;/錯誤證明Z不是公有的11.4.4多級派生時的訪問屬性例11.4 多級派生時的訪問屬性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

15、();private:int n; i f2 j k基類A派生類B派生類C11.5派生類的構造函數和析構函數11.5.1簡單的派生類的構造函數例11.5 簡單的派生類的構造函數#include #includeusing namespace std;class Student /聲明基類public: /公用部分 Student(int n,string nam,char s )/基類構造函數 num=n; name=nam; sex=s; Student( ) /基類析構函數protected: /保護部分 int num; string name; char sex ; ;class St

16、udent1: public Student/聲明公用派生類studentpublic: Student1(int n,string nam,char s,int a,char ad) : Student(n,nam,s)/派生類構造函數 age=a;/在函數體中只對派生類新增的數據成員初始化 addr=ad; void show( ) coutnum: numendl; coutname: nameendl; coutsex: sexendl; coutage: ageendl; coutaddress: addrendlendl; Student1( ) /派生類析構函數private:

17、/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( ); /輸出第一個學生的數據stud2.show( ); /輸出第二個學生的數據return 0;num: 10010name: Wang-lisex: fage: 19address: 115 Beijing Road,Shanghai

18、num: 10011name: Zhang-funsex: mage: 21address: 213 Shanghai Road,Beijing圖11.10圖11.1111.5.2有子對象的派生類的構造函數例11.6包含子對象的派生類的構造函數。#include #include using namespace std;class Student /聲明基類public: /公用部分Student(int n,string nam)/基類構造函數 num=n;name=nam;void display() /輸出基類數據成員 coutnum:numendlname:nameendl;prote

19、cted: /保護部分 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) /派生類構造函數 age=a; /在此處只對派生類新增的數據成員初始化 addr=ad; void show( ) coutThis student is:endl;display(); /輸出num和namecoutag

20、e: ageendl;coutaddress: addrendlendl; void show_monitor()/輸出子對象的數據成員 coutendlClass monitor is:endl;monitor.display();/調用基類成員函數 private: /派生類的私有數據 Student monitor; /定義子對象(班長) 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

21、個學生的數據stud1.show_monitor(); /輸出子對象的數據return 0;This student is:num:10010name:Wang-liage: 19address: 115 Beijing Road,ShanghaiClass monitor is:num:10001name:Li-sun 圖11.12執(zhí)行派生類構造函數的順序是：（1） 調用基類構造函數，對基類數據成員初始化。（2） 調用子對象的構造函數，對子對象的數據成員初始化。（3） 執(zhí)行派生類構造函數，對派生類數據成員初始化。11.5.3多層派生時的構造函數例11.7#include #includeus

22、ing namespace std;class Student /聲明基類public: /公用部分 Student(int n, string nam)/基類構造函數 num=n;name=nam; void display() /輸出基類數據成員 coutnum:numendl;coutname:nameendl; protected: /保護部分 int num; /基類有兩個數據成員 string name;class Student1: public Student/聲明公用派生類Student1 public: Student1(int n,string nam,int a):St

23、udent(n,nam)/派生類構造函數 age=a; /在此處只對派生類新增的數據成員初始化 void show( ) /輸出num，name和age display(); /輸出num和namecoutage: ageendl; private: /派生類的私有數據 int age; /增加一個數據成員;class Student2:public Student1 /聲明間接公用派生類student2 public: /下面是間接派生類構造函數 Student2(int n,string nam,int a,int s):Student1(n,nam,a) score=s; void sh

24、ow_all() /輸出全部數據成員 show(); /輸出num和name coutscore:scoreendl;/輸出age private: int score;/增加一個數據成員; int main( )Student2 stud(10010,Li,17,89);stud.show_all( ); /輸出學生的全部數據return 0;num:10010name:Liage: 17score:89圖11.1311.5.4派生類構造函數的特殊形式11.5.5派生類的析構函數析構函數的執(zhí)行順序與構造函數正好相反：先執(zhí)行派生類的析構函數，再執(zhí)行子對象的析構函數，最后執(zhí)行基類的析構函數。/測

25、試例子#includeclass base private: int a;public: base(int i); base(); base : base(int i)a=i;cout constructing base aendl;base : base()cout destroying base aendl;class derived : public base private: int d; base member;public: derived(int i,int j,int k); derived();derived : derived(int i,int j,int k):base

26、(i),member(j)d=k;cout constructing derivedendl;derived : derived()cout destroying derivedendl;void main()derived d(5,8,12);constructing base 5constructing base 8constructing deriveddestroying deriveddestroying base 8destroying base 511.6多重繼承11.6.1聲明多重繼承的方法class D:public A,private B,protected C類D新增加的

27、成員11.6.2多重繼承派生類的構造函數派生類構造函數（總參數表列）：基類1構造函數名（參數表列），基類2構造函數（參數表列），基類3構造函數（參數表列）派生類中新增數據成員初始化語句例11.8 聲明一個教師（Teacher）類和一個學生(Student)類，用多重繼承方式聲明一個研究生（Graduate）派生類。教師類包括數據成員name,age,title.學生類中包括數據成員name1,sex,score.在定義派生類對象時給出初始化數據，然后輸出這些數據。#include #include using namespace std;class Teacher /聲明Teacher(教師)

28、類public: /公用部分Teacher(string nam,int a,string t) name=nam;age=a;title=t;/構造函數 void display()/輸出教師有關數據 coutname:nameendl;coutageageendl;couttitle:titleendl; protected: /保護部分 string name; int age; string title; /職稱;class Student /聲明類Student(學生)public:Student(string nam,char s,float sco) name1=nam;sex=

29、s;score=sco;/構造函數void display1() /輸出學生有關數據 coutname:name1endl;coutsex:sexendl;coutscore:scoreendl; protected: /保護部分string name1;char sex;float score; /成績;class Graduate:public Teacher,public Student public:/聲明多重繼承的派生類GraduateGraduate(string nam,int a,char s,string t,float sco,float w): Teacher(nam,a

30、,t),Student(nam,s,sco),wage(w)void show( ) /輸出人員的有關數據 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;name:Wang-liage:24sex:fsc

31、ore:89.5title:assistantwages:1234.5#includeclass base1public:base1()cout constructing baselendl;class base2public:base2()cout constructing base2endl;class base3public:base3()coutconstructing base3endl;class base4public:base4()coutconstructing base4endl;class derived : public base2,public base1,publi

32、c base3private:base4 memobj;void main()derived d;constructing base2constructing baselconstructing base3constructing base411.6.3多重繼承引起的二義性問題(1) 兩個基類有同名成員。class Apublic:int a:void display();class Bpublic:int a:void display();class C:public A,public Bpublic:int b:void show();圖11.14C c1;c1.a=3;產生二義性，應改為

33、 c1.A:a=3;使用基類名來限定c1.display();產生二義性，應改為c1.B:display();在C類成員函數中可以這么寫:A:a=3;B:a=8; B:display();圖11.15(2) 兩個基類和派生類都有同名成員，將上面C類改為：class C:public A,public Bpublic:int a;void display();C c1;c1.a=3;/正確，派生類同名成員覆蓋了基類中同名成員。c1.display();/正確。此時強制使用基類名的辦法是；c1.A:a=3;/使用基類名來限定c1.B:display();/使用基類名來限定(3)如果類A和類B是從同

34、一個基類派生的。class Npublic:int a;void display()coutA:a=aendl;class A:public Npublic:int a1:class B:public Npublic:int a2:class C:public A,public Bpublic:int a3:void show()couta3=a3endl;void main()C c1; 圖11.19 圖11. 20怎樣才能訪問類A中從基類N繼承下來的成員呢？不能寫成c1.a=3;c1.dispay();或c1.N:a=3;c1.N:display();應該寫成：c1.A:a=3;c1.B:

35、display();11.6.4虛基類1. 虛基類的作用 圖11.21圖11.22現將類A聲明為虛基類：class A.;class B:virtual public A.;class C:virtual public A.;class D:public B,public C.;則此時，D只繼承基類A一次。 圖11.24圖11.23注意：為了保證虛基類在派生類中只繼承一次，應當在該基類的所有直接派生類中聲明為虛基類。2. 虛基類的初始化class AA(int i).;class B:virtual public AB(int n):A(n).;class C:virtual public A

36、C(int n):A(n).;class D:public B,public CD(int n):A(n),B(n),C(n).;注意：在定義類D的構造函數時，與以往使用的方法有所不同。以前，在派生類的構造函數中只負責對其直接基類的初始化，再由其直接基類負責對間接基類初始化。現在，由于虛基類在派生類中只有一份數據成員，所以這份數據成員的初始化，必須由派生類直接給出。3. 虛基類的簡單應用舉例 圖11.25例11.9 在例11.8的基礎上，在Teacher類和Student類之上增加一個共同的基類Person，作為人員的一些基本數據都放在Person中，在Teacher類和Student類中增加

37、一些必要數據。#include #include using namespace std;/定義公共基類Personclass Person public:Person(char *nam,char s,int a) /構造函數 strcpy(name,nam);sex=s;age=a;protected: /保護成員char name20;char sex;int age;/定義類Teacherclass Teacher:virtual public Personpublic: /聲明Person為公用繼承的虛基類 Teacher(char *nam,char s,int a, char *

38、t):Person(nam,s,a) strcpy(title,t); /構造函數protected: /保護成員 char title10;/職稱;/定義類Studentclass Student:virtual public Person public: /聲明Person為公用繼承的虛基類Student(char *nam,char s,int a,float sco): Person(nam,s,a),score(sco)/構造函數初始化表protected: /保護成員 float score; /成績;/定義多重繼承的派生類Graduateclass Graduate:public

39、 Teacher,public Studentpublic:/聲明Teacher和Student類為公用繼承的直接基類Graduate(char *nam,char s,int a,char *t, float sco,float w): /構造函數 Person(nam,s,a),Teacher(nam,s,a,t), Student(nam,s,a,sco),wage(w) /初始化表 void show( ) /輸出研究生的有關數據 coutname:nameendl;coutage:ageendl;coutsex:sexendl;coutscore:scoreendl;couttitl

40、e:titleendl;coutwages:wageendl; private: float wage; /工資;int main( )Graduate grad1(Wang-li,f, 24,assistant,89.5,1234.5);grad1.show( );return 0;name:Wang-liage:24sex:fscore:89.5title:assistantwages:1234.511.7基類與派生類的轉換（1） 派生類對象可以向基類對象賦值。A a1;/定義基類A的對象a1B b1;/定義類A的公用派生類B的對象b1a1=b1;/用派生類B的對象b1對基類對象a1賦值但

41、是，反過來不成立，基類對象不能向派生類對象賦值，因為基類不包含派生類新增數據成員。圖11.26（2）派生類對象可以替代基類對象向基類對象的引用進行賦值或初始化。A a1;/定義基類A的對象a1B b1;/定義類A的公用派生類B的對象b1A&r=b1;/定義基類A對象的引用變量r,并用 /派生類B的對象b1對其進行初始化注意：此時r并不是b1的別名，也不與b1共享同一段存儲單元。它只是b1中基類部分的別名，r與b1中基類部分共享同一段存儲單元，r與b1具有相同的起始地址。（3）如果函數的參數是基類對象或基類對象的引用，相應的實參可以用派生類的對象。void fun(A& r)coutr.nume

42、ndl;fun(b1);（4）派生類對象的地址可以賦值指向基類對象的指針變量。例11.10 定義一個基類Student(學生)，再定義Student類的公用派生類Graduate（研究生），用指向基類的對象的指針輸出數據。#include #include using namespace std;class Studentpublic: Student(int,string,float); void display();private: int num; string name; float score;Student:Student(int n,string nam,float s)num=n;name=nam;score=s;void Student:display()coutendlnum:numendl;coutname:nameendl;coutscore:scoreendl;class Graduate:publi