C++语言程序设计4第四讲——继承与派生

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 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,让已有类的内容被别的类获得的机制。它描述了类间的又一种关系。 也是一种对象的分类方法。 是在已有类的基础上建立新类的机制。 既可以使代码共享，又可以模拟事物间的联系，避免了每件事物都孤立地存在于世。 继承，自然地将事物进行了分类，并进行了分层。这种纵横划分，能全面地刻划事物的本质。 继承，充分体现了分类的思想，又深化了抽象。,继承概念,类的继承与派生,一个新类既可以共享另一个类的操作和数据，也可以在新类中定义原来类中没有的成员，这样就能大大的节省程序开发的时间和资源。 保持已有类的特性而构造新类的过程称为继承。 在已有类的基础上新增一些特性而产生新类的过程称为派生。 继承和派生叫法不同，是一件事物的两个方面。 被继承的已有类称为基类（或父类）。 派生出的新类称为派生类（或子类） 。,类的继承与派生,继承是呼应了封装的一个新概念； 是产生新类的一条新捷径； 它用代码共享替代了重复； 用演化替代了冗余； 用新增体现了发展； 用特殊实现了一般； 取代即是它的真谛 ( is a ,a - kind of) 。 类的再抽象是它的灵魂。,继承与派生的目的,继承的目的：实现代码重用。 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。 继承为软件的层次化开发提供了保证。,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 新增成员声明； ； 继承时，基类一定要有完整定义，只有声明不行： class employee; / 只有声明，没有定义 class Manager : public employee / 不行，employee没有定义 ;,类的继承与派生,若是多继承，则写继承列表,三种继承方式 私有继承 private （化公为私） 保护继承 protected （折中） 公有继承 public （原封不动） 继承方式影响子类的访问权限： 派生类成员对基类成员的访问权限； 通过派生类对象对基类成员的访问权限；,类成员的访问控制,继承方式,保护级别降低,继承方式与访问权限的区别,尽管继承方式与访问权限都在使用三个相同的关键字：public、protected、private，但有本质的区别。 继承方式是表示类间关系，即从大的方面控制类的所有成员，表现了类的继承性。 而访问权限仅是类控制其成员的被访问性的，表现了类的封装性。,类的继承与派生,再看类的访问权限,public权限表示类的这些成员在类内类外皆可以无限制地访问； private权限表示类这些成员仅供本类的成员任意访问，对外是不开放的。 protected权限表示类这些成员基本同于私有，但比私有稍扩大了，即将“仅供本类的成员任意访问”，扩大为“派生类的成员也可以访问”。,类的继承与派生,任何一个类都可以派生出新类，派生类也可以再派生。因此，基类和派生类是相对而言的。一个基类可以是另一个基类的派生类，这样便形成了复杂的继承结构，出现了类的层次。一个基类派生出一个派生类，它又可作另一个派生类的基类，则原来的基类为该派生类的间接基类。 1. 派生类是基类类型的具体化。 2. 派生类是基类定义的延展。 3. 派生类是基类的融合。 派生类将其本身与基类区别开来的方法是添加数据成员和成员函数。因此，继承的机制将使得在创建新类时，只需说明新类与已有类的区别，从而大量原有的程序代码都可以复用。,基类与派生类的关系,继承的工作内容,三项工作： 吸收基类成员 全盘（除了六个特别函数及静态外）接收；此项工作程序员无法干预。（不再讨论） 改造基类成员 对基类成员访问权限的改变；（规则严格） 对基类成员的覆盖；（有技巧） 新增派生类特有的成员 “青出于蓝而胜于蓝”（自由发挥）,类的继承与派生,“吸收基类成员”的实质,“吸收基类成员”的含义是： 对于数据成员：派生类的对象将包含基类的数据成员，当然随着继承方式的不同，访问权限将发生变化； 对于函数成员：派生类的对象将共享基类的函数成员；,类的继承与派生,“类”模型和访问图例,成员访问 同上 对象访问,内部成员间相互访问,pri 表示私有成员 pro 表示保护成员 pub 表示公有成员 B 表示基类成员 N 表示子类新增成员,pri pro pub,公有继承(public),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成员不可直接访问。 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。 通过派生类的对象只能访问基类的public成员。 （前两条属类内访问，后条属类外访问）,类成员的访问控制,公有继承时，各成员的访问权限,公有继承没有打乱基类的访问权限！任何成员没升级。,Bpri Npri Bpro Npro Bpub Npub,pri pro pub,若有基类定义如下： class Base private: /私有成员 void Bf1() protected: /保护成员 void Bf2() public: /公有成员 void Bf3() ;,类成员的访问控制,子类公有继承： class Derived: public Base private: /私有成员 void Bf1() void Df1() protected: /保护成员 void Bf2() void Df2() public: /公有成员 void Bf3() void Df3() ;,类成员的访问控制,例7-1 公有继承举例,class Point /基类Point类的声明 public: /公有函数成员 void InitP(float xx=0, float yy=0) X=xx;Y=yy; void Move(float xOff, float yOff) X+=xOff;Y+=yOff; float GetX() return X; float GetY() return Y; private: /私有数据成员 float X,Y; ;,类成员的访问控制,例题,class Rectangle: public Point /派生类声明 public: /新增的公有函数成员 void InitR(float x, float y, float w, float h) InitP(x,y);W=w;H=h;/调用基类公有成员函数 float GetH() return H; float GetW() return W; private: /新增的私有数据成员 float W,H; ;,20,#include #include using namespace std; void main() Rectangle rect; rect.InitR(2,3,20,10); rect.Move(3,2); coutrect.GetX(), rect.GetY(), rect.GetH(),rect.GetW()endl; ,21,用子类对象访问子类新增成员，间接访问了父类成员。,通过子类对象直接访问父类成员,私有继承(private),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成员不可直接访问。 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。 通过派生类的对象不能直接访问基类中的任何成员。 （前两条属类内访问，后条属类外访问）,类成员的访问控制,私有继承时，各成员的访问权限,Bpri Bpro Bpub Npri Npro Npub,pri pro pub,带底线的项表示可以用: “捞”出来回归原级别。,例7-2 私有继承举例,class Rectangle: private Point /派生类声明 public: /新增外部接口 void InitR(float x, float y, float w, float h) InitP(x,y);W=w;H=h; /访问基类公有成员 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: /新增私有数据 float W,H; ;,类成员的访问控制,子类要为基类提供被访问渠道。 典型的“改造”,#include #include using namespace std; 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; ,25,通过派生类对象只能访问本类成员,还原由于私有继承而升高了访问权限的成员的访问级别,由于私有继承，原有的公有成员和保护成员的访问级别升高成了私有级。若想保持原访问权限不变，可以用:将其还原，即所谓“捞”出来。 但是，第一：不能区分重载。 第二：只能还原，不能提高访问级别。 保护继承的还原亦同理。,类成员的访问控制,class Base public: int f ( int ,char ,float ); int f ( int ,char ); protected: int g ( double , char ); ; class Derived: private Base public: using Base : f ; int g ( double d , char c) return Base:g(d,c); ;,27,只写函数名，不要带函数类型。数据成员亦同。,访问g的又一种手段： 再提供一条通道 。,int f ( char ,float );,若有这个函数，则不能“捞”。,保护继承(protected),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成员不可直接访问。 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。 通过派生类的对象不能直接访问基类中的任何成员 （前两条属类内访问，后条属类外访问）,类成员的访问控制,保护继承时，各成员的访问权限,Bpri Npri Bpro Bpub Npro Npub,pri pro pub,带底线的项表示可以用: “捞”出来回归原级别。,protected 成员的特点与作用,对于本类模块来说，它与 private 成员的性质相同，只供类内访问。 对于其派生类来说，它没变得不可访问，仍然保持了原来的性质。 既实现了数据隐藏，又方便了子类实现代码重用。,类成员的访问控制,保护继承举例,#include class base int x; protected: int y; public: base(int xx=10,int yy=20) x=xx; y=yy; void show() cout“基类的函数成员被调用 ! x= “x“ y= “yendlendl; ;,类成员的访问控制,class derived:protected base /保护派生类 int a; protected: int b; public: derived(int aa=50,int bb=60,int cc=70,int dd=80) :base(cc,dd) a=aa; b=bb; void show() cout“派生类的函数成员被调用 : “endl; cout“显示从基类继承的数据成员 : “; base:show(); cout“显示派生类自己的数据成员 : a= “a“ b= “bendlendl; ;,子类要用初始化列表为基类提供构造函数的实参,void main () base obj1(100,200); obj1.show(); derived obj2(400,600); /仅对派生类自己的数据成员赋值 obj2.show(); ,调用的是哪个show?,运行结果： 基类的函数成员被调用 ! x= 100 y= 200 派生类的函数成员被调用 : 显示从基类继承的数据成员 : 基类的函数成员被调用 ! x= 70 y= 80 显示派生类自己的数据成员 : a= 400 b= 600,派生图示,pri pro pub,pri pro pub,pri pro pub,基类,六个函数,新增成员,不可访问,仍可访问,派生类,遗传成员,这可以访问吗？NO,六个函数,可访问,访问修饰符总结,思考：,如何设计一个类，使该类无法派生子类，从而形成“最终类”不能产生子类的类？（虽然C+没有final关键字，语法层面不具备最终类功能，但可以由程序员通过编码实现。）,可以将该类的构造函数定义为私有即可！ 而且要让所有数据成员均为私有，连保护的也不成即使继承了也得不到任何数据。 为何？,网络消息的打包解包过程,打包,解包,网络传输,继承时的构造函数,基类的构造函数不被继承，派生类中需要重新定义自己的构造函数。 定义构造函数时，只需要对本类中新增成员进行初始化，继承来的基类成员的初始化工作由基类构造函数完成，基类构造函数是自动被调用的，但对有参的要用初始化表给出实参。 派生类的构造函数要用参数总表备齐实参，以便于传递给基类的构造函数所用。,派生类的构造、析构函数,啥意思？,这意味着责任！,pri pro pub,pri pro pub,pri pro pub,基类,六个函数,新增成员,派生类,遗传成员,继承时的构造函数图示,单继承时构造函数的形式,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) 本类成员赋初值语句； 如果派生类没显式给出构造函数，则派生类会调用基类的无参的构造函数；如果找不到能匹配的构造函数，则通不过编译。,派生类的构造、析构函数,初始化列表,单继承时构造函数的连锁调用,class Father public: Father(); Father(int m ,float n) cout m n endl; Father(char *pName) cout pName endl; ; class Child:public Father public: Child(): Father( 80,1.80) Child(int m):Father(“ Jon”) coutm1.75endl; Child(int m ,float n): Father(“ Jon”) Child(char *pName):Father(“ Li”)coutpNameendl; ; void main() Child C1; Child c2( 50,70); ,单继承时的构造函数举例,#include using namespace std; class B /声明父类 public: B(); B(int i); B(); void Print() const; private: int b; ;,派生类的构造、析构函数,/父类成员函数的实现，也叫“类实现”。 B:B() b=0; cout“Bs default constructor called.“endl; B:B(int i) b=i; cout“Bs constructor called.“ endl; B:B() cout“Bs destructor called.“endl; void B:Print() const coutbendl; ,43,/声明子类 class C:public B public: C(); C(int i,int j); C(); void Print() const; private: int c; ;,44,C:C() c=0; cout“Cs default constructor called.“endl; C:C(int i,int j):B(i) c=j; cout“Cs constructor called.“endl; C:C() cout“Cs destructor called.“endl; void C:Print() const B:Print(); coutcendl; void main() C obj1(5,6); obj1.Print(); C obj2; obj2.Print(); ,45,Obj1是如何产生的？,调用父类必须参数的构造函数，故初始化列表要列出。,调用父类勿须参数的构造函数，故初始化列表未列出。,Obj2是如何产生的？,多继承时的构造函数,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) 本类成员赋初值语句； ,派生类的构造、析构函数,初始化列表,派生类与基类构造函数的关系,当基类中未声明任何构造函数或声明了无参构造函数时，派生类构造函数可以不向基类构造函数传递参数。 若基类中未声明构造函数，派生类中也可以不声明，全采用缺省形式构造函数。 当基类声明有带参构造函数时，派生类也必须声明带参构造函数，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,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1(参数), 基类2(参数), .基类n(参数)， 对象数据成员的初始化 本类成员赋初值语句； ,派生类的构造、析构函数,初始化列表,例7-5 派生类构造函数举例,#include using namespace std; class B1 /基类B1，构造函数有参 public: B1(int i) cout“constructing B1 “iendl; ; class B2 /基类B2，构造函数有参 public: B2(int j) cout“constructing B2 “jendl; ; class B3 /基类B3，构造函数无参 public: B3()cout“constructing B3 *“endl; ;,派生类的构造、析构函数,class C: public B2, public B1, public B3 public: /派生类的公有成员 C(int a, int b, int c, int d): B1(a),memberB2(d),memberB1(c),B2(b) cout“constructing C ”endl; private: /派生类的私有对象成员 B1 memberB1; B2 memberB2; B3 memberB3; ; void main() C obj(1,2,3,4); ,运行结果： constructing B2 2 constructing B1 1 constructing B3 * constructing B1 3 constructing B2 4 constructing B3 * constructing C,50,初始化列表的次序无效？按照初始定义的顺序初始化。,构造函数的调用次序,1 首先调用基类构造函数，调用顺序按照它们被继承时声明的顺序（从左向右）。 2 然后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 最后，执行派生类的构造函数体中的语句。,派生类的构造、析构函数,拷贝构造函数,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。 若基类有显式拷贝构造函数且需要传递参数，则定要为派生类编写拷贝构造函数，以便为基类相应的拷贝构造函数传递参数。,派生类的构造、析构函数,#include using namespace std; class B /声明父类 public: B(); B(int i); B(B ,派生类的构造、析构函数,单继承时的拷贝构造函数举例,/父类的拷贝构造函数的实现 B:B(B /父类其他成员函数的实现 略,54,/声明子类 class C:public B public: C(); C(int i,int j); C(C ,55,C:C( C ,56,此处为何不用父类的引用？,此处恰使用了类型兼容规则！,#include using namespace std; class B0 /基类B0声明 int m; public: B0() m = 10; B0(B0 public:,私有继承时的拷贝构造函数,public: D() n = 20; D(D ,子类对象做实参，调用基类的拷贝构造函数。尽管类型不符，在私有继承下系统也竟然接受了。,思考题：,现有如下的基类和子类： class person public: person(); / 为简化，省略参数 person(); . private: string name, address; ;,class student: public person public: student(); / 为简化，省略参数 student(); . private: string schoolname, schooladdress; ; student returnstudent(student s) return s; 当有student plato; 后调用函数： student ss = returnstudent(plato )；会发生什么？,说来难以置信：有10次构造、2次拷贝构造和6次析构被调用！,基类的设计动机,若想让子类的对象继续使用(访问)基类的对外接口，则让基类的这些成员为公有的，且采用公有继承； 若不想让子类的对象直接访问到的成员，则让其为私有的( 不管采用何种继承方式)； 若不想让本类的对象访问到的成员，却想让子类的成员能访问到的成员，则放在保护的( 不管采用何种继承方式) 注：以上只分析了父子两层，多层继承要另当别论。,类成员的访问控制,类的静态成员不参与继承，当然也不受继承方式的影响。这句话的意思是说，作为基类的类属性的成员，已没有必要再让子类继承了，完全可以直接访问。 访问形式： 基类名: 静态成员名 子孙们类都可访问基类的静态成员。 类外对静态成员的访问，取决于该成员的访问权限。,类成员的访问控制,继承与静态成员,#include class Base /普通的基类Base public: Base(int a) x=a; void Setx(int a) x=a; static void Sety(int a) y=a; /静态函数成员 void Show() cout“x = “x“ y = “yendl; private: int x; static int y; /静态数据成员 ;,派生子类不继承静态数据成员，而是共享,class Derived : public Base public: Derived(Base a,int b):Base(b),ob(a) void Show() /显示了所继承的数据成员及共享的静态成员 Base:Show(); /显示了组合对象的数据成员及共享的静态成员 ob.Base:Show(); private: Base ob; /组合了基类的对象 ; int Base:y=10;,没有函数体。,void main() Base A(99); A.Show(); A.Setx(100); A.Sety(200); A.Show(); Derived D(A,1234); D.Show(); ,运行结果： x= 99 y= 10 x= 100 y= 200 x= 1234 y= 200 x= 100 y= 200,类型兼容规则的引入,class Person . ; class Student: public Person . ; /公有继承 从日常经验中我们知道，每个学生是人，但并非每个人是学生。这正是上面的层次结构所声明的。我们希望，任何对 “人“ 成立的事实 - 如都有生日 -也对 “学生“ 成立；但我们不希望，任何对 “学生“ 成立的事实 - 如都在某一学校上学 -也对 “人“ 成立。人的概念比学生的概念更广泛；学生是一种特定类型的人。,类型兼容,类型兼容规则,一个公有派生类的对象可以替代基类的对象（反之则禁止）： 派生类的对象可以被赋值给基类对象。 派生类的对象可以初始化基类的引用。 指向基类的指针也可以指向派生类对象。 通过基类对象名、引用名、指针只能使用从基类继承来的成员。“窄化效应”，“切割”。 此规则又称“类型包容法则”、“向上兼容性”、“向上映射”。,类型兼容,找到了我家， 能没到大连吗？,每个学生至少是人！,类型兼容的例子： class Base int m_a , m_b ; ; class Derived : public Base int m_c ; ; void main( void ) Derived objD1; Base objB1= objD1; /发生转换 Derived *pD1 = ,68,69,m _a,m _b,m _c,Derived objD1,m _b,m _a,Base objB1,对象初始化,Base &robjB1,Derived objD1,引用初始化,类型兼容规则,其实“类型兼容规则”得以成立的前提是：发生了“合适的”继承。 “合适的”继承意味着： 要求不增、承诺不减 即子类不增加比基类多的使用要求； 子类也不减少基类曾作过的许诺 。 “类型兼容规则”无论对于单继承还是多继承皆适用。,类型兼容,例7-4 类型兼容规则举例,#include using namespace std; class B0 /基类B0声明 public: void display()cout“B0:display()“endl; /公有成员函数 ;,类型兼容,class B1: public B0 public: void display()coutdisplay(); /*“对象指针-成员名” */ ,72,void main() /主函数 B0 b0; /声明B0类对象 B1 b1; /声明B1类对象 D1 d1; /声明D1类对象 B0 *p; /声明B0类指针 p= ,运行结果： B0:display() B0:display() B0:display(),73,切割的结果！,class B public: . private: int b; ; class D :public B public: . private: int d; ; D objd; B * pb = ,单继承时的对象指针,d,pb,pd,这两个指针尽管 指在同一个位置， 那仅仅是首址相 同而已，所涵盖的区域并不相同。 是类型决定了识别域的差别。,再议类型兼容的切割,类型兼容前提下的三种赋值操作中，真正发生“对象切割”的，只有子类对象赋值给父类对象时。 而使用指针或引用，只是逻辑上发生了“切割”，实际上并没有发生，于是才会有后面的“通过强制类型转换，可将父类的对象变成子类对象”。,类型兼容,类型兼容千万不要用在数组上,子类对象确实是父类对象的一种。但子类对象的数组却不是父类对象数组的一种。 Why? 画出内存存储图示就明白了！ 如何使用？,类型兼容,用指针数组，而对象不放在数组中； B * array = ; 2. 彻底不使用数组，改用强类型的vector. vector vbp ;,多继承时派生类的声明,class 派生类名：继承方式1 基类名1， 继承方式2 基类名2，. 新增成员声明； ； 注意：每一个“继承方式”，只用于控制紧随其后之基类的继承。 默认的继承方式是私有继承。,单继承与多继承,继承列表,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:setC(int x, int y, int z) /派生类成员直接访问基类的公有成员 setA(x); setB(y); c=z; /其它函数实现略,void main() C obj; obj.setA(5); obj.showA(); obj.setC(6,7,9); obj.showC(); / obj.setB(6); 错误 / obj.showB(); 错误 ,79,友元关系不能继承,如果B类是A类的友元， B类的子类不会自动成为A类的友元类。（借来的东西不是遗产。）,#include class A / int j; protected: int i; friend class FriendB; public: A():i(0) ; class FriendB public: void show( A ,class FriendD:public FriendB public: void show( A ,友元类的子类成员不可访问寄生类的非公有成员。,既然公有继承是“is a”关系，那么私有继承的意义是什么？ 让class D私有继承了class B，仅仅是想使用在class B中已写就的代码，而非表现class D与class B有何关系，仅此而已 。因为从继承后成员的访问权限的变化可知，仅有功能的实现保留下来(变成私有的)，接口被完全抹煞了。可见对私有继承无法说出其意义。,83,关于私有继承的思考,当类关系是组合时，为作为成员的对象隐式调用构造函数，产生有名对象之用。此时初始化列表为构造函数传递实参。 当类关系是继承时，为作为子类组成部分的父类成员显式调用构造函数，产生无名对象之用。此时初始化列表也为构造函数传递实参。 也可以为类自身的数据成员赋初值之用。尤其是为常数据成员和引用型数据成员初始化时之用。,84,小结：使用初始化列表的场合,继承时的析构函数,析构函数也不被继承，派生类自行声明 声明方法与一般（无继承关系时）类的析构函数相同。 不需要显式地调用基类的析构函数，系统会自动隐式调用。 析构函数的调用次序与构造函数相反。,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 using namespace std; class B1 /基类B1声明 public: B1(int i) cout“constructing B1 “iendl; B1() cout“destructing B1 “endl; ; class B2 /基类B2声明 public: B2(int j) cout“constructing B2 “jendl; B2() cout“destructing B2 “endl; ; class B3 /基类B3声明 public: B3()cout“constructing B3 *“endl; B3() cout“destructing B3 “endl; ;,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) cout“constructing C ”endl; C() cout“destructing C ”endl; private: B1 memberB1; B2 memberB2; B3 memberB3; ; void main() C obj(1,2,3,4); ,87,尽管没显式给出析构函数的调用关系，但并不影响其连锁调用机制。,此处调用了几次析构？,7次,例7-6 的运行结果：,constructing B2 2 constructing B1 1 constructing B3 * constructing B1 3 constructing B2 4 constructing B3 * constructing C destructing C destructing B3 destructing B2 destructing B1 destructing B3 destructing B1 destructing B2,在继承时，基类之间、或基类与派生类之间发生成员同名时，将出现对成员访问的不确定性同名二义性。 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，将产生另一种不确定性路径二义性。,派生类成员的标识与访问,二义性问题,尽管基类与派生类在声明时是并列的：,派生类成员的标识与访问,同名隐藏的原理,基类声明,子类声明,可逻辑语义上是嵌套的：大概念包含了小概念。 自然地，在子类的地盘上，子类的标识符会屏蔽父类的同名标识符。 若想启用（“捞出来”），用 : :,同名隐藏规则 解决同名二义的方法,当派生类与基类有同名成员时,派生类中的成员将屏蔽基类中的同名成员。 若未特别指明，则通过派生类对象使用的都是派生类中的同名成员; 如要通过派生类对象访问基类中被屏蔽的同名成员，应使用基类名限定(:)。,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问,#include using namespace std; class B1 /声明基类B1 public: int nV; void fun() cout“Member of B1“endl; ; class B2 /声明基类B2 public: int nV; void fun() cout“Member of B2“endl; ; class D1: public B1, public B2 public: int nV; /同名数据成员 void fun()cout“Member of D1“endl; /同名函数成员 ;,void main() D1 d1; d1.nV=1; d1.fun(); d1.B1:nV=2; d1.B1:fun(); d1.B2:nV=3; d1.B2:fun(); ,93,用 “对象名. 成员名” 访问子类成员。,二义性问题举例,class A public: void f(); ; class B public: void f(); void g() ;,class C: public A, public B public: void g(); void h(); ; 如果声明：C c1; 则 c1.f(); 具有二义性 而 c1.g(); 无二义性（同名覆盖）,派生类成员的标识与访问,同名二义性的解决方法,解决方法一：用类名来限定 c1.A:f() 或 c1.B:f() 解决方法二：同名覆盖，再造接口 在C 中再声明一个同名成员函数f()，该函数根据需要调用 A:f() 或 B:f(),派生类成员的标识与访问,不要用存取权限分辨同名二义,class Base1 public: int doit(); ;,派生类成员的标识与访问,class Derived : public Base1 ,public Base2 . ; Derived d; int a = d.doit(); 存取权限不具有多态性！,class Base2 private: int doit(); ;,错误！ 编译器将此调用视为模棱两可。 只能写为: Base1: doit();,路径二义性问题,class B public: void fun(); int b; ; class B1 : public B private: int b1; ; class B2 : public B private: int b2; ;,class C : public B1,public B2 public: int fund(); private: int d; ; void main() C cobj ; ,派生类成员的标识与访问,路径二义的含义： C cobj; cobj.b cobj.B:b,子类C对象的存储结构示意图：,到底是哪个b？,固然可以用类名:加以区别,但 obj.B1:b和 obj.B2:b却是表示的两个不同的成员，这不合道理。,虚基类,虚基类的引入 用于有共同基类的多继承场合(多层共祖) 声明 以virtual修饰说明共同的直接基类 例：class B1: virtual public B 作用 用来解决多继承时可能发生的对同一基类继承多次和多层而产生的二义性问题. 为最远的派生类提供唯一的基类成员，而不产生多个重复的副本。 注意： 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,class B public: int b; class B1 : virtual public B private: int b1; class B2 : virtual public B private: int b2; class C: public B1, public B2 private: float d; 在子类对象中，最远基类成分是唯一的。于是下面的访问是正确的： C cobj; cobj.b;,虚 基 类,UML图表示 :,例7-8虚基类举例,#include using namespace std; class B0 /声明基类B0 public: /外部接口 int nV; void fun()cout“Member of B0“endl; ; class B1: virtual public B0 /B0为虚基类，派生B1类 public: /新增外部接口 int nV1; ; class B2: virtual public B0 /B0为虚基类，派生B2类 public: /新增外部接口 int nV2; ;,102,class D1: public B1, public B2 /派生类D1声明 public: /新增外部接口 int nVd; void fund()cout“Member of D1“endl; ; void main() /程序主函数 D1 d1; /声明D1类对象d1 d1.nV=2; /使用最远基类成员 d1.fun(); ,103,虚基类派生的对象存储结构示意图：,104,B2类成员,C类对象,b1,b2,d,B1类成员,b,B类成员,地址,该布局模型既彰显了虚拟继承如何避免重复存储，又刻画了最远派生规则是如何避免基类构造函数被重复调用的。,前一页图中会看到，编译器自动为对象插入了“内部调整指针”，这不是“指向成员的指针”，只是个“调整量”。因为基类B0会含有多个成员，这些成员都要被调整走，不可能用一个指针指向多个成员。 这个“内部调整指针”我们习惯上还称其为“指针”，它占4个字节（一个字长）。 这个“内部调整指针”不是只出现在孙类对象中，在两个子类的对象中就已存在了（若产生对象的话）。,105,多继承时指向对象的指针,106,C类对象,B2类成员,b1,b2,d,B1类成员,b,B类成员,若有: B1 * pb1= new C; B2 * pb2 = static_cast(pb1); C * pc = static_cast(pb1); 在单继承时，子类对象 和所包含的基类部分的 首址是一致的。 但在多继承时，一个对象 会拥有多个合法地址。 用不同类型的指针指向同一 对象，所指地址会不同。但不 影响正确使用。是编译器的 内部偏移量的计算差异， 它会自动调整。,请注意： 前页的图仅是个逻辑模型，是供理解概念用的，不要误认为是真实的对象布局，更不要以此为基础作为类型转换的模型妄加推测，按字节分割后，各基类的成分在子类中所占的区域和位置。这是极其危险的。 因为不同的硬件、不同的编译器会有不同的布局安排。图中所示的可能是一种安排，但没有通用性。偏移量的计算纯粹是编译器的“私事”，各厂商有自己的算法实现，这对用户是透明的。,107,最